Аналого-цифровой преобразователь с плавающей запятой

напряжений, второй вход которого подключен к выходу преобразователя коднапряжение, а выход - ко второмувходу блока сравнения.На Фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого устройства,5на Фиг. 2 и 3 - графики, поясняющиеего работу.Характерная особенность аналогоцифровых преобразователей состоитв том, что преобразуемый ими сигналО представляется числовым кодом КК,.Максимальное число разрядов кодаограничено, поэтому сигнал представляется с помощью дискретных уровней(квантов) с некоторым шагом квантования. 15Квантование по уровню удобно рассматривать как процесс преобразованиясигнала нелинейным звеном со ступенчатой характеристикой. Вид передаточной характеристики известных аналого-цифровых преобразователей с плавающей запятой представлен на фиг. 1 адля трехрязрядной мантиссыОшибкойквантования в преобразователях является разность функции кк-Г(Ох), представленной на фиг. 2 а, и линейнойфункции К =О. Величина погрешности,обусловлейной квантованием входногосигнала, изменяется от нуля до величины с "ф цр, где е-номер младшегоразряда кода мантиссы, ц-основаниесистемы счисления, р-код порядка(график этой зависимости приведен наФиг. 1 б).Анализ характеристики К -Кх =1(0)(см. Фиг. 16) показывает, что дляуменьшения максимального значенияошибки квантования при каждом значении кода порядка следует осуществлять смещение передаточной характеристики на некоторую величину ., явля ющуюся функцией кода порядка, т. е..=1(р). Причем при = в " ц щ ц Р максимальное значение ошибки квантования становится минимально возможным. Зависимость величины Ос от 45кода порядка далее для кратности будет называться "следящее смещение"Следует подчеркнуть, что при смене величины кода порядка на единицувеличины напряжения смещения О ме-Щ Р 1 Рняется на величину ( 2 с сцПередаточная характеристика предложенногореобраэователя, реализующего новый метод "следящее смещение",позволяющий в два раза уменьшить максимальную ошибку квантования для любого значения кода порядка, изображена на фиг. 2 а. На Фиг. 2 б представлена зависимость погрешностиквантования .ь ( д = К - Кх).от величины входного сигнала О. На Фиг. 3представлена структурная схема аналого-цифрового преобразователя сплавающей запятой. б 5 Аналого-циФровой преобразовательс плавающей запятой содержит последовательно включенные регистр порядка 1, блок формирования порядка 2,блок сравнения 3, блок формированиямантиссы 4, регистр мантиссы 5, преобразователь код-напряжение б, выходкоторого подключен ко второму входу сумматора напряжения 7, первыйвыход которого подключен к выходублока формирования напряжения смещения 8, а выход - ко второму входублока 3.Функционирование преобразователяпроисходит следующим образом. Исследуемый сигнал О поступает на входблока 2, который является входомустройства в целом. Блок формирования порядка 2 формирует необходимыйкод порядка, который фиксируетсяна регистре порядка 1. В соответствиисо значением кода порядка блок 8 формирования напряжения смещения О однозначно формирует величину 0 , равнуюполовине шага квантования (определяется кодом порядка), С аналоговоговыхода блока 2 на первый вход блокасравнения поступает сигнал Ох .где ц - основание системы счислениявыходного кода, р - код порядка (может быть положительный и отрицательный), Блок сравнения 3 сравнивает величины О - ц"и О+ О,щи в зависимости от знака их разности формирует сигнал, соответствующий значениям логического нуля или единицы. Блок формирования мантиссы 4 на основе сигналов, поступающих с выхода блока сравнения 3, формирует код мантиссы, который фиксируется на регистре мантиссы 5. Преобразователь код-напряжение бвырабатывает компенсирующее напряжениеОК, которое, суммируясь (с учетомзнаков) с величиной О поступаетна второй вход блока сравнения 3.Цикл преобразования 0 в кодовыйэквивалент, записанный в форме сплавающей запятой, заканчиваетсяпосле определения значения самогомладшего разряда регистра мантиссы,После считывания информации с регистров порядка и мантиссы устройствоустанавливается в исходное состояние,Таким образом введение блока формирования напряжения смещения и сумматора напряжений, обеспечивающихиспользование метода "следящегосмещения", позволяет уменьшить величину погрешности квантования сц- срдо. ц- цр, т. е, в два раза.2Формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь с плавающей запятой, содержащий блок Формирования порядка, вход которого соединен с шиной входного сигнала, 750725аналоговый выход - с первым входомблока сравнения, а цифровые выходысо входами регистра порядка, блокформирования мантиссы, вход которогоподключен к выходу блока сравнения,а выходы - ко входам регистра памяти, выходы последнего соединены совходами преобразователя код-напряжение, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения точности внего дополнительно введены сумматорнапряжения и блок формирования напряжения смещения, входы которого сое"динены с выходами регистра порядка, а выход -с первым входом сумматора напряжений, второй вход которого подключен к выходу преобраэователя код-напряжение, а выход - ковторому входу блока сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 364091, кл. Н 03 К 13/17, 1965.2. Дубицкий Л. А., Швецкий В. И.,Юзевич Ю. В. Пути обеспечения широкого динамического диапазона быстродействующего АЦП. Материалы регионального научно-технического семинарапо статистическому анализу, моделированию и автоматизации контроляобъектов с конструктивно сложнойструктурой, Выпуск 6. Вопросы пре"образования информации, Таганрог,1976 (прототип),/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна"З.у 4гг з 4670/45 ЦНИИПИ Госуд по делам и 113035, Москва, Ж