Аналого-цифровой преобразователь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 824431 Союз Советски кСоциалистическихреспубики(22)Заявлено 16.07. 79 (21) 2794918/18-21с присоединением заявки МФ(5 )М. Кл. Н 03 К 13/17 Веударвтввевй квмвтвт СССР в делам кзввретвник н втерытв 11Опубликовано 23.04,81. Бюллетень %15 Дата опубликования описания 2504. 81(72) Автор изобретении В. 3. Балтрашевич ФЛенинградский ордена Ленина электротекническийинститут им. В. И. Ульянова (Ленина)(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Предлагаемое устройство относится к аналого-цИфровым преобразователям 1 АЦП)и может быть использовано в связи, вычислительной и измерительной технике, а также в автоматизированных системах управления технологическими процессами и системах автоматизации научных исследований.Известен поразрядный АЦП, содержащий схему сравнения, цифро-аналого 10 вый преобразователь, источник опорного сигнала, генератор импульсов, триггер со схемой И и блок, реали-. зувщйй поразрядный метод 1 БРП 1 фсодержащий регистр и группу схем И.5Недостатками данного АЦП является низкая. вероятность правильного ответа, обусловленная тем, что общее число испытаний распределяется равномерно между всеми перебираемыии образцовыми уровнями независимо от взаимного расположения текущего обраэцруого уровня и входного сигнала; и низкое быстродействие, обусловленное частыми переключениями образцовых уровней.Цель изобретения - повышение вероятности правильного ответа и уменьшение времени получения результата.Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом источника входного сигнала, а второй выход соедийен с выходом цифро- аналогового преобразователя, аналого вый вход которого соединен с выходом источника опорного сигнала,. а цифро" вые входы - с соответствующими информационными выходаии блока реализации поразрядного метода, выход "Конец работы которого соединен с нулевьвч входом триггера, нулевой выход которого соединен с шиной "Готовностью, а единичный вход триггера соединен с,. шиной "Запуск", единичный выход триг-. гера соединен с первым входои первог элемента И, второй вход которого824431 10 соединен с выходом генератора импульсов, выход первого элемента И соединен со входом опроса блока сравнения, дополнительно введены блок пороговых элементов, два дополнительных источника опорного сигнала, счетчик, реверсивный счетчик, три логических элемента, линия задержки, второй элемент И, причем первый вход блока пороговых элементов соединен с выходом первого элемента И, со счетным входом счетчика, со входом опроса блока сравнения и со входом линии задержки; второй вход - с выходом источника входного сигнала; третий и четвертый входы - с первыми выходами соответственно первого и второго дополнительных источников опорного сигнала; пятый вкод - с выходом цифро-аналогового преобразователя, со вторыми выходами первого и второго дополнительных источников опорного сигнала и со вторым входом блока сравнения; шестой вход блока пороговых элементов соединен с выходом блока сравнения и со входом первого логического элемента, выходы которого соединены со входами установки режима реверсивного счетчика, выходы блока пороговых элементов соединены со счетными входами соответствующих разрядов реверсивного счетчика, первый вход блока реализации поразрядного метода соединен с выходом второго . логического элемента, а второй вход блока реализации поразрядного метода соединен со входами начальной установки счетчика и реверсивного счетчика и с выходом второго элемента И, первый вход. которого соединен с выходом третьего логического элемента, а второй вход - с выходом линии задержки, выход разряда переполнения реверсивного счетчика соединен с первыми входами второго и третьего логических элементов, выход старшего разряда реверсивного счетчика соединен со втОрым входом второго логического элемента, выход указателя нулевого состояния реверсивного счетчика соединен со вторым входом третьего логического элемента; выход .разряда переполнения счетчика соединен с третьими входами второго и третьего логического элементов,На чертеже представдена функциоиальная схема аналого-цифрового пре образователя. 4Предлагаемый аналого-цифровой преобразователь фиг.1)содержит схему 1 сравнения, первый вход которой соединен с выходом источника 2 входного сигнала, а второй вход - с выходом цифро-аналогового преобразователя ЦАП 3, аналоговый входкоторого соединен с выходом источника 4 опорного сигнала, а цифровыевходы ЦАП соединены с соответствующими информационными выходами блокареализации поразрядного метода БРПИ)5; выход "Конец работы" БРПМ 5 сосдинен с нулевым входом триггера 6,нулевой выход которого соединен с шиной Готовность", единичный входтриггера 6 соединен с шиной "Запуск",а единичный выход триггера 6 соединен с первым входом первого элемента И 7,второй вход которого соединен с выходом генератора 8 импульсов, выход первого элемента И 7 соединен со входом опроса схемы 1 сравнения, с первым входом блока пороговых зле ментов БПЗ) 9, со счетным входомсчетчика 10 и со входом линии 11 задержки; второй вход БПЭ 9 соединен с выходом источника 2 входного сигнала третий и четвертый входы БПЗ 9 соединены с первыми выходами соответственно первого 12 и второго 13 дополнительных источников опорного сигнала; пятый вход БПЭ 9 соединен свыходом ЦАП 3 и со вторы" ми выходами первого 12 и второго 13 35дополнительных источников опорного сигнала; шестой вход БПЭ 9 соединен с выходом блока 1 сравнения и со вхо" дом первого логического элемента ОЭ) 14, выходы которого соединены со входами установки режима реверсивного счетчика 15, выходы БПЭ 9 соединены со счетными входами соответствующих, разрядов реверсивного счетчика 15; первый вход БРПИ 5 соединен с выходом второго ЛЭ 1 б, а второй вход БРПМ 5 соединен со входами начальной установки счетчика 10 и реверсив ного счетчика 15 и с выходом второго элемента И 17, первый вход которого соединен с выходом третьего ЛЭ 18, а второй вход - с выходом линии 11 задержки; выход разряда 19 переполнения реверсивного счетчика 15 соединен с первыми входами второго 1 б 55 и третьего 18 логических элементов;выход старшего разряда 20 реверсивного счетчика 15 соединенсо вторым входом второго ОЭ 1 б; выход 21 ука20 дателя нулевого состояния реверсивного счетчика 5 соединенсо вторымвходом третьего ЛЭ 18; выход 22 разряда переполнения счетчика 10 соединен с третьими входами второго 16 5и третьего 18 ЛЭ.АЦП работает следующим образом.В начале работы в счетчике 10 устанавливается код 00, в реверсивномсчетчике 15 - код 010,б, т. е. Оустанавливается "1" в старший разряд,а все остальные разряды, в том числеи разряд переполнениясбрасываютсяв"0","; в БРПМ 5 устанавливается код100. С приходом сигнала "Запуск" 15триггер 6 устанавливается в "ф, ипервый импульс от генератора 8 импульсов проходит через элемент И 7н опрашивает схему 11 сравнения иБПЭ 9. Сигнал с блока 1 сравненияустанавливает режим работы реверсивного счетчика 15 если значение входного сигнала меньше образцового уровня, то устанавливается режим сложения а БПЭ 9 подает сигнал на счетный вход соответствующего разрядареверсивного счетчика 15. Чем большеразница текущего значения сигнала иобразцового уровня, снимаемого с ЦАП, тем на более старший разряд реверсивного счетчика 15 подается сигнал с БПЭ 9, Процесс изменения содержимого реверсивного счетчика 15 продолжается либо до переполнения счет"чика 1 О, т. е. до истечения максимального времени, отведенного на испытания при одном образцовом уровне,либо до переполнения или обнуленияреверсивного счетчика 15. При этомпоявляется сигнал 11 =оЧПУО на40выходе третьего ЛЭ 18,гдеП - сигнал переполнения 19 реверсивного счетчика 15;0 - признак нулевого содержимогореверсивного счетчика 15;- .сигнал переполнения 22 счет 0чика 1 О,Задержанный на линии 11 задержки .сигнал от генератора 8 импульсов прохбдит через второй элемент И 17 на5 РБРПН 5, в .результате чего устанавливается проверочная единица в болеемладший разряд кодового эквивалента,и в зависимости от наличия сигналаиа выходе второго ЛЭ 16 гасится илинет текущий разряд кодового эквивалента, т, е. реализуется очереднойтакт классического поразрядного метода. Кроме этого сигнал с выхода второго элемента И 17 устанавливает начальные состояния на реверсивном счетчике 15 (010,0.и счетчике 10 (00) . И начинается новый цикл определения следующего разряда кодового эквивалента. После определения значения последнего разряда кодовогоэквивалента РПМ 5 выдает сигнал "Конец работы", который гасит триггер б, тем самым формируется сигнал "Готовность" .Использование последовательного анализа при сравнении с каждым образцовым уровнем позволяет повысить вероятность правильного ответа в зависимости от рида и величины помехи при сокращении времени получения результата.Формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь,содержащий блок сравнения, первыйвход которого соединен с выходомисточника входного сигнала, а второйвход соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, аналоговыйвход которого соединен с выходом источника опорного сигнала, а цифро"вые входы с соответствующими информационными выходами блока реализациипоразрядного метода, .выход "Конецработы" которого соединен с нулевымвходом триггера, нулевой выход которого соединен с шиной 1 Готовность",единичный вход триггера соединенс шиной "Запуск", а единичный выход триггера соединен с первым входом первого элемента И, второйвход которого соединен с выходом=енератора импульсов, выход первогоэлемента И соединен со входом опросаблока сравнения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения вероятности правильного ответаи уменьшения времени получения результата, в него введены блок пороговых элементов, два дополнительныхисточника опорного сигнала, счетчик,реверсивный счетчик, три логическихэлемента, линия задержки, вторОЙэлемент И, причем первый вход блокапороговых элементов соединен с выходом .первого элемента И, со счетным вхо-дом счетчика, со входом опроса блокасравнения и со входом линии.задерзки, второй вход соединен с выхо-"дом источника входного сигнала,, Проектн 2третий и четвертый входы соединены с первымн выходами соответственно первого и второго дополнительных источников опорного сигнала, пятый вход блока пороговых элементов соединен с выходом циФро"аналогового преобразователя, со вторыми выходами первого и второго дополнительных источников опорного сигнала и со вторым входом блока сравнения, шестой вход блока пороговых элементов соединен с выходом блока сравнения и со входом первого логического элемента, выходы которого соединены со входами установки режима реверсивного счетчика, выходы блока пороговых элементов соединены со счетными входами соответствующих разрядов реверсивного счетчика, первый вход блока реализации поразрядного метода соединен с выходом второго логического элемен. та, а второй вход блока реализации поразрядного метода соединен со 82443 8входами начальной установки счетчикаи реверсивного счетчика и с выходомвторого элемента И., первый вход которого соединен с. выходом третьего логического элемента, а второй вход - свыходом линии задержки, выход разрядапереполнения реверсивного счетчикасоединен с первыми входами второго итретьего логических элементов, выходф старшего разряда реверсивного. счетчика соединен со вторым входом второгологического элементавыход указателя гнулевого состояния реверсивного счетчика соединен со вторым входом третье 1 з го логического элемента, выход разрядапереполнения счетчика соединен стретьимн входами второго н третьегологических элементов;Источники инФормации,В принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 451,190, кл. Н 03 К 3/7, 972