Параллельно-последовательный преобразователь напряжения в код

ополнительное к авт, свид 1) 2186093121 М. Кл.з Н ОЗК 13 17 22) 51 влено 31.10.75 прнсоедннепнех 51 ВКН М 23) Г 1 рнорите Государственный комитет Совета Министров СССР 3) УДК 681.325(088,8) 78. Бюллетеньописания 06.04.78 43) публнковано 15,01 ата опубликовани делам нзобретени- 5 и аткрыти 72) Авторыизобрстени 571) 3251 витсль 3. И. Гитис и А. И, КониковМосковский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе54) Г 1 А РАЛ Л ЕЛ Ь Н О-Й О СЛ ЕДО ВАГ ЕЛ Ь Н Ы ЙПРЕОЬРАВОВА 1 ЕЛЬ НАНРЯЖЕН 1 ТЯ В КОД Уст 1:Ойство Огностся к ОбезОтн Выис,итсльной тех;н и и мо;1 с 1 быть )1 с 10 льзОВано в информационно-нзмсрнтс,тьных системах различ ого назначения.Известны быстрбдс 1 стБуОи;нс прсООр 23 ОВ 2- 5 тели н 2 пр 5 жснпя В КОД (1111 К) пара;1 гс 1 ыО- последовательного типа, состоящие нз нескольких н о работающих ступеней прсобразовання, прп этом в каждой нз ступеней код определяется параллельным ме- .10 тодом. Известный Н 11 К содержит источник эталонных уровней, ключи, суммирую;цнс схемы, шифратор н дсшнфратор 1. Недос 2 тявляется сравните;ьно низкое Оыстродействнс. 151 звестна также схема Г 1 НК, содержащая линейки комнараторов первой, второй и трстьей ступени, устройство выделения единицы и шифратор ДЛ 51 к 25 кД 011 из ступеней, 2 также два цифро-аналоговых преобразоватс ля. В известном устройстве сигнал, подаваемый на вход компараторов второй н третьей ступени, является разностью между входным напряженнем и ближайшим эгалонн уровнем соотвстстВснпо псрпон н Второй ст)пс ней 2.К недостаткам этого ПНК следует отнссп малуо велп у динамического диапазона Входного сигнала, т, с. ДИ 2 назон 2, В которон значение относительной погрси:исти пс нрс Вьшает заданной ьслишны, Указанпо 1 недостаток обьяспяется тем, что шаг квантования у пзвестп ННК одинаков по всему диапазону входной величины, поэтому величина Отпоснтслыой погрешности на начальных участках диапазона оказывается значительно больше, чем на конечных участках, при этом область, соответствующая малым знаОтпоси телыой погрешности, Оазывастся весьма узкой.Целью изобретения является расширение дшамического диапазона входного сигнала без снижения его быстродействия п заметного уьелнчсгня объема оборудования. Эта цель дост"гастся тем, что параллельно последоватсльный преобразователь напряжения в код, в коором выходы источника эталонных напряжений соединены с первыми входами компараторов первой ступени, вторые входы этих компараторов соединены с шиной входного напряжения, выходы компараторов псрвой ступени подключены ко входам устройства выделения старшей единицы, выходы которого соединены со входами шифратора первой ступени, а также со входами цифроаналогового преооразователя, прн этом выход цнфро-аналогового преобразователя поди,;поси к одному нз входов вычитающсго ) стройства, второй вход вычитающсго устройства нодкгночен к первым88628 входам компараторов второй ступени, вторые входы этих компараторов соединены с выходами делитсля напряжения, а выходы компараторов второй ступени соединены с шифратором второй ступени, содержит суммирующее устройство и электронный ключ, причем выход суммирующего устройства соединен с одним из входов делителя напряжения, второй вход суммирующего устройства подключен к выходу электронного ключа, вход которого соединен с выходом младшего источника эталонных уровней.Блок-схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.Первые входы компараторов 1 первой ступени соединены с соответствующими выходами источника 2 эталонных напряжений, а вторые входы указанных компараторов подключены к шине входного напряжения, Выходы компараторов первой ступени соединены со входами устройства 3 выделения старшей единицы, выходы устройства 3 подключены к шифратору 4 первой ступени, а также ко входам цифро-аналогового преобразователя 5, Выход цифро-аналогового преобразователя соединен со входамп вычитающего устройства 6 и суммирующего устройства 7, Второй вход устройства 6 подключен к шине входного напряжения, а второй вход устройства 7 соединен с выходом электронного ключа 8, сигнальный вход этого кгноча подключен к первому входу первого (младшего) компаратора первой ступени, а управляющий вход этого ключа соединен с выходом этого компаратора. Выход устройства 7 подключен к первому входу делителя напряжения 9, второй вход этого делителя соединен с нулевой точкой. Выходы делителя 9 подключены к первым входам компараторов 10 второй ступени, вторые входы этих компараторов соединены с выходом вычитающего устройства. Выходы компараторов 10 соединены с входами шифратора 11 второй ступени. Схема работает следующим образом.С помощью эталонных уровней, подаваемыхс источника 2, диапазон входного сигнала0 - :1 Ап делится на следующие поддиапазоны;5 О, юп . т, п, -лт, Кп 282 с8 - 128 - 128 - 2 фф-- :с 7гтги 1 10где г - количество компараторов в первой ступени.Допустим, для примера, что =8. Тогдадиапазон 0 - 4 В разобъется на следующие 15 поддиапазоны: 0 - 15, б мВ; 15,6 - 31,2 мВ2000 - 4000 мВ. После срабатывания на выходе компараторов 1 первой ступени образуется так называемый единичный код. В- позиции этого кода стоит единица, если произош ло срабатывание- схемы компаратора 1,и нуль в противном случае, Устройство 3 выделения старшей единицы из единичного кода формирует код с единицей в одной позиции, т. е, этот код содержит единицу в пози цин, соответствующей старшему сработавшему компаратору 1, и нули в остальных позициях. Этот код поступает на шифратор 4 первой ступени, который формирует выходной код, несущий информацию о номере поддиа назона, в котором находится напряжение УКроме того, код с единицей в одной позиции поступает на цифро-аналоговый преобразователь 5, на выходе которого формируется напряжение, равное ближайшему от У (в 35 меньшую сторону) эталонному напряжению,подаваемому на компараторы 1 первой ступени, Напряжение с выхода цифро-аналогового преобразователя 5 поступает на вычитающее устройство б, где образуется разность между 40 напряжением У, и ближайшим эталоннымуровнем первой ступени, Очевидно, что величина этой разности будет колебаться в следующих пределах; гал йервый комйаратор 1 первой стуйенй, т. е.напряжение лежит в первом поддиапазоне (внашем случае О - 15,6 мВ). Таким образом,па выходе устройства 7 будут следующие на 60 пряжения;ф" (15 6 мВ)2 е;15,6 мВ)2 с Кроме того, напряжение с выхода цифро аналогового преобразователя 5 поступает на вход устройства 7, где это напряжение суммируется с выходным напряжением ключа 8. Ключ 8 открыт в том случае, если пе срабодля первого поддиапазона для второго поддиапазона для первого поддиапазона 0 - : - " (в нашем случае 0 - 15,6 мВ)для второго поддиапазона 0 - : " (О - 15,6 мВ)2для третьего поддиапазона 0 - : " (О - 31,2 мВ) и т. д.для последнего поддиапазона 0 - ; " (О - 2000 мВ)2Б 88628 5для третьего поддиапазона " (31 - 2 мВ) и т, д.ю - 1для последнего поддиапазона " (2000 мВ).2 лонцых напряжений. Нетрудно убедится, что величина кванта второй ступени (разность между соседними эталонными уровнями делителя 8) составит:5 тДля первого и второго поддиапазонов (0,97 мВ)2 удля третьего поддиапазона (1,95 мВ) и т. д.2(125 мВ),2для последнего поддпапазона Таким образом, применение предлагаемойассхемы позволяет увеличить отношениев 16 раз без снижения быстродействия и увеличения объема оборудования. Очевидно, чтопри одинаковом объеме оборудования и динамическом диапазоне предлагаемая схема имеет значительно меньший объем оборудования,чем схема прототипа,Выходной код ПНК снимается с шифраторов 4 и 11, при этом код шифратора 4 несетинформацию о номере поддиапазона, в котором находится напряжение У а код шифратора 11 - информацию о номере интервалав данном диапазоне.Схема преобразователя требует меньшегочисла эталонных источников (не требуетсяэталонный источник для питания делителянапряжения второй ступени). Соответственно, исключаются погрешности, вызванные нестабильностью эталонного источника второйступени. Параллельно-последовательный преобразователь напряжения в код, в котором выходы источника эталонных напряжений соединены с первыми входами компараторов первой ступени, вторые входы этих компараторов соеди Указанные напряжения делятся с помощью делителя 9 на у+1 равных частей, где у - число компараторов второй ступени (допустим у=15), Таким образом, на выходе делителя напряжения 9 образуется сетка этаФормула изобретения непы с шиной входного напряжения, выходы компараторов первой ступени подключены ко входам устройства выделения старшей единицы, выходы которого соединены со входами шифратора первой ступени, а также со входами цпфро-аналогового преобразователя, при этом выход цифро-аналового преобразователя подключен к одному из входов вычитающего устройства, второй вход вычитающего устройства подключен к первым входам компараторов второй ступени, вторые входы этих компараторов соединены с выходами делителя напряжения, а выходы компараторов второй ступени соединены с шифратором второй ступени, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входного сигнала, он содержит суммирующее устройство и электронный ключ, причем выход суммирующего устройства соединен с одним из входов делителя напряжения, второй вход суммирующего устройства подключен к выходу электронного ключа, вход которого соединен с выходом младшего источника эталонных уровней.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР200878, кл. Н ОЗК 13/17, 19 бб.2. Патент Англии1110814, кл. 6 4 Н, 19 б 8.588628 Составптсль Д. Голубович Техред И. Михайлова Корректор Л, Котова Редактор Н. Коган Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 925/4 Изд. Юз 356 Тираж 1087 НПО Государственного комитста Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5