Аналого-цифровой преобразователь

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 0808.79 (21) 2823000/18-21 (5) М. КЛ. с присоединением заявки Нов Н 03 К 13/17 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОЬРАЗОВАТЕЛЬ Устройство относится к вычислительной и измерительной технике.Известны аналого-цифровые преобразователи поразрядного уравновешивания, содержащие цифроаналоговый преобразователь,. реверсивный счетчик элемент сравнения н логические элементы. Аналого-цифровые преобразователи в зависимости от знака ошибки, формируемой элементом сравнения, сохраняют или отключают данный разряд 11.Однако наличие генератора импульсов, счетчика и логических элементов уменьшает надежность преобразования, быстродействие, усложняет такое устройство.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аналого-цифровой преобразователь, содержащий. элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом преобразователя цифра-аналог, подключенного к выходам разрядов, а выход элемента сравнения подключен к первому входу первого элемента совпадения каждого разряда, выход которого соединен с входом установки в ноль триггера запоминания соответствующего разряда, первый вход второго элемента совпадения каждогоразряда соединен с выходом блоказадержки 2 .Однако наличие генератора импуль сов усложняет известный преобразователь, увеличивает габариты. Приэтом сам генератор тактирующихимпульсов, особенно на частоты порядка15-20 мГц, являясь достаточно слож ным устройатвом, служит источникомнаводок на аналоговые цепи, что требует дополнительного усложненияпреобразователя для устранения этихнаводок. Соединения триггера запоми нания каждого разряда со всеми предшествующими схемами совпадения усложняет преобразователь, уменьшает быстродействие, создает значительную нагрузку на триггера. Кроме тоГо, на личие дополнительной шины иСбросиприводит к дополнительному усложнению логических цепей управления, таккак установка в фнольф триггеровзадействована.25. Цель изобретения - увеличениебыстродействия.Поставленная цель достигаетсятем, что в аналого-цифровой преобра"зователь, содержащий элемент сравие- ЗО ния, первый вход которого соединенс выходом преобразователя цифра-аналог, подключенного к выхоцам разрядов, выход элемента сравнения подключен к первому входу. первого элемента совпадения каждого разряда,выход которого соединен с входомустановки в ноль триггера запоминания соответствующего разряда, первыйвход второго элемента совпадениякаждого разряда соединен с зыходомблока задержки, введены блок возврата, ключ, переключатель и в каждыйразряд триггер управления и третийэлемент совпадения, выход которогосоединен с вторым входом первогоэлемента совпадения данного разряда,третий вход которого подключен кнулевому выходу триггера управленияи второму входу второго элементасовпадения данного разряда и первомувходу третьего элемента совпаденияследующего разряда, кроме младшего 20разряда, вторые входы третьих элементов совпадения всех разрядов, счетный вход триггера запоминания, входустановки в ноль триггера управления младшего разряда и информационные входы триггеров запоминанияостальных разрядов соединены с выхо-.дом переключателя первый вход которого подключен к шине "Импульсыквантования", второй - к выходу блока возврата, первый вход которогосоединен с единичным выходом триггера управления старшего разряда ишиной ПИмпульс записи", второй входс шиной "Стоп" и первым входом ключа, Звторой вход которого. соединен со35входной шиной, а выход подключен квторому входу элемента сравнения,выход которого через инвертор соединен с третьим входом второго элемента совпадения каждого разряда, 40выход которого подключен ко входуустановки в единицу триггера управления соответствующего разряда,единичный выход которого, кроме старшего разряда, подключен к счетному 45входу триггера запоминания и ковходу установки в ноль и информационному входу триггера управленияследующего, разряда, а в младшем разРяде также к первому входу тРетьегоэлемента совпадения, единичный выходтриггера запоминания соединен совходом блока задержки, управляющийвход ключа соединен с выходом элемента сравнения, а счетный вход триггера управления каждого разрядаподключен к выходу первого элементасовпадения.На чертеже представлена блок-схемааналого-цифрового преобразователя,Предлагаемый аналого-циФровой 60преобразователь содержит разрядыпреобразователя 1, триггер 2 запоминания, триггер 3 управления, первыйэлемент 4 совпадения, второй элемент5 совпадения, третий элемент б совпа- б 5 дения, блок 7 задержки, элемент 8 сравнения, инвертор 9, преобразователь 10 цифра-аналог, шина 11 вычитания, шина 12 сложения, шина 13 сброса- запуска, блок 14 возврата, ключ 15, переключатель 16.Предлагаемый преобразователь работает как в режиме внешней синхронизации, так и в автоколебательном режиме.В автоколебательном режиме выход блока 14 возврата через ключ 15 соединяется с шиной сброса-Запуска. При этом преобразователь сам является генератором импульсов квантования, частота которого определяется задержкой применяемых микросхем.В режиме внешней синхронизации, когда на клемме "Импульса квантования" присутствует нулевой потенциал, а команда "Стоп" отсоединяет входной сигнал от элемента сравнения 8, триггеры управления всех разрядов устанавливаются в "0", на выходе третьих элементов совпадения появляется высокий потенциал, В случае, если триггер запоминания какого-либо разряда находится в "1 ф, то на неинверсном входе элемента сравнения появляется напряжение от включенного разряда преобразователя цифра-аналог, на выходе элемента сравнения, а следовательно, на шине вычитания появляется высокий потенциал. При этом на выходе первых элементов совпадения, присутствует низкий потенциал, который заставляет возвратиться в "ноль" триггер запоминания. При отключении команды "Стоп" и с приходом переднего фронта импульса квантования включается триггер запоминания, а следовательно, и напряжения старшего разряда.При включении разряда возможны два случая, когда входной сигнал больше сигнала с преобразователя цифра-анагол и когда входной сигнал меньше сигнала с преоЪразователя.В первом случае на шине вычитания 11 появляется высокий потенциал, а на выходе первого элемента совпадения - низкий, который отрицательным фронтом возвращает триггер запоминания данного разряда в исходное положение. При этом на шине вычитания оказывается низкий потенциал, на выходе первого элемента совпадения появляется высокий потенциал, который перебрасывает в "1" триггер управления своего разряда.Во втором случае на выходе инвертора 9, а следовательно, и на шине 12 сложения присутствует высокий потенциал. Через время, определяемое параметрами блока задержки, на выходе второго элемента совпаде ния появляется низкий потенциал, который перебрасывает триггер управления данного разряда в ф 1". Нулевойвыход триггера управления запрещаетработу первого и второго элементовсовпадения своего разряда и разрешает работу первого и второго элемента совпадения следующего разряда.Единичный выход триггера управленияположительным фронтом перебрасываеттриггер запоминания следующего разряда, цикл повторяется,Единичный выход триггера управления последнего разряда выдает импульс записи найденного цифровогокода. С окончанием импульса квантования триггеры возвращаются в исходноеположение, и схема готока в следующему преобразованию.При работе устройства в автоколеба тельном режиме по переднему фронтутриггера управления последнего разряда запускается блок 14 возврата,через определенное время снимающийвысокий потенциал с шины 13, на кото рую через время возвратаснова поступает с блока возврата импульс квантования. ЦиКл повторяется. Формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь, содержащий элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом преобразователя цифра-аналог,подключенного к выходам разрядов, выход элемента сравнения подключен к первому входу первого элемента совпадения каждого разряда, выход которого соединен с входом установки в ноль триггера запоминания соответствующего разряда, первый вход второго элемента совпадения каждого разряда соединен с выходом блока задержки, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены блок возврата, ключ, переключатель и в каждый разряд триггер управления и третий элемент совпадения, выход которого соединен с вторым входом первого элемента совпадения 45 данного разряда, третий вход которого подключен к нулевому выходу триггера,управления и второму входу второго элемента совпадения данного разряда и первому входу третьего элемента совпадения следующего разряда, кроме младшего разряда, вторые входы третьйх элементов совпадения всех разрядов счетный вход триггера запоминания, вход установки в "ноль" триггера управления младшего разряда и информационные входы триггеров запоминания остальных разрядов соединены с выходом переключателя, первый вход которого подключен к шине "Импульсы кванто вания",второй - к выходу блока воз- . врата, первый вход которого соединен с единичным выходом триггера управления старшего разряда и шиной "Импульс записи", второй вход - с шиной "Стопф и первым входом ключа, второй вход которого соединен со входной шиной, а выход подключен к второму входу элемента сравнения, выход которого через инвертор соединен с третьим входом второго элемента совпадения каждого ,разряда, выход которого подклюЧен ко входу установки в единицу триггера управления соответствующего разряда, единичный выход которого, кроме старшего разряда, подключен к счетному входу триггера запоминания и ко входу установки в ноль и информационному входу триггера управления следующего разряда, а в младшем разряде также к первому входу третьего элемента совпадения, единичный выход триггера запоминания соединен со входом блока задержки, управляющнй вход ключа соединен с выходом элемента сравнения, а счетный вход триггера управления каждого разряда подключен к выходу первого элемента совпадения.Источники .информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 447825, кл. Н 03 К 13/17, 1973.2. Авторское свидетельство СССРР 235416, кл. Н 03 К 13/17,1967841110 ставитель В. Махнановхред Н.Майораа рректор Н. Бабинец одиков а Подпнснота СССРытийаб д, 4/5 Тираж 988И Государственного комиделам изобретений и отМосква, Ж, Раушская аказ 4868/83 НИ 1303 лиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектна