Реверсивный аналого-цифровой преобразователь

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оц 858207 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 031079 (21) 2823577/18-21с присоединением заявки ЙР -(5)м. кл 3 Н 03 К 13/02 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В. Н. Осипов 71) Заявитель вовский орденаим. енина политехничес нинского комсомола ВЕРСИВНЬИ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(5 ся к вычислите- технике и может терФейсных устоговым и циФроормации. бретение относи и измерительной спольэовано в и ах систем с ана редставлением ин Иэ льной быть ройст вым и Известно устройство, содержащее мультйплексор, входы которого соединены с источником вхрдных аналоговых сигналовт параллельный цифроаналоговый преобразователь с суммированием токов, подключенный выходом через усилитель к одному из входов компаратора, другой вход которого соединен с выходом мультиплексора, а выход с устройством управления аналого-циФ- ровым преобразованием, выходы которого через первую группу вентилей соединены со.входами параллельного циФ- роаналогового преобразователя; аналоговый демультиплексор, вход которого подключен к усилителю, а выходы являются аналоговыми выходами устройства; вторую группу вентилей, входы которых соединены с выходом устройства управления аналого-циФровым преобразованием, а выходы - с регистром, подключенным выходами ко входам пер- вой группы вентилей, а также узел синхронизации 1 ). Недостатком данного устройстваявляется низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя.Поставленная цель достигается тем,что в реверсивный аналого-циФровойпреобразователь, содержащий мультиплексор, первый вход которого соеди- О нен с общей шиной, а сигнальные входы соединены с источниками входныханалоговых сигналов, параллельный циФроаналоговый преобразователь, выходкоторого через резистор соединен свыходом мультиплексора и непосредственно - с первым входом компаратора,который через встречно-параллельносоединенные два диода. соединен совторым входом компаратора и с общей шиной, а выход - с пеЬвым входомблока управления аналого-цифровымпреобразованием, выходы которого соединены с первыми входами первой группы вентилей, выходы которой соединены 5со входами параллельного циФроаналогового преобразователя, усилитель,неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход - через резистор с выходом параллельногоциФроаналогового преобразователя и О непосредственно с первым входом демуль 858207типлексора, выходы которого являютсяаналоговыми выходами устройства, вторую группу вентилей, первая группавходов которых соединена с выходамиблока управления аналого-циФровымпреобразованием, а вторая группа входов - с цифровыми входами реверсивного аналого-цифрового преобразователя, а выходы соединены с входамирегистра, выходы которого соединенысо вторыми входами первой группы вентилей и цифровыми выходами устройства,10блок синхронизации, выходы которогосоединены со вторьйФ-ВХбдами мультиплексора, демультиплексора, блока управления, второй группы вентилей итретьим входом первой группы вентилей, 5введены два ключа, через первый иэкоторых выход усилителя соединен сего инвертирующим входом, а через второй ключ инвертирующий вход усилителя соединен с первым входом компаратора,На чертеже представлена Функциональная схема преобразователя,Реверсивный аналого-цифровой (цифроаналоговый) преобразователь содержит мультиплексор 1, первый вход которого соединен с общей шиной, асигнальные входы соединены с источниками входных аналоговых сигналов,параллельный цифроаналоговый преобразователь 2 с суммированием токов, соединенный через резистор 3 с выходоммультиплексора 1 и с первым входомкомпаратора 4, второй вход которогосоединен с общей шиной, а выход - сблоком 5 управления аналого-цифровымпреобразованием, выходы которого че -рез первую группу вентилей 6 соединены со входами параллельного цифроаналогового преобразователя 2, усилитель 7, неинвертирующий вход которого 40соединен с общей шиной, а выход - через резистор 8 - с выходом параллельного цифроаналогового преобразователя2 и со входом демультиплексора 9, выходы. которого являются аналоговымивыходами устройства, вторую группувентилей 10, первая группа входов которых соединены с выходами блока 5 управления аналого-цифровым преобразованием, вторая группа - с цифровичи эходами реверсивного аналого-циФрового(цифроаналогового) преобразователя,а выходы соединены с регистром 11,выход которого соединен с входамипервой группы вентилей 6 и к цифровымвыходам устройства, блок 12 синхронизации, а также два ключа 13 и 14,первый иэ которых соединяет выходусилителя 7 и его инвертирующий вход,а второй инвертирующий вход усилителя7 - с входом компаратора 4 и с двумя Щдиодами 15, соединенных с общей щиНойаВ процессе аналого-цифрового преобразователя входные сигналы подаютсяна сигнальные входы мультиплексора 1, 65 управляемого от блока 12 ннхрннэации, Сигнал выбранного канал нрнстствует на выходе мультиплексора, В этом режиме блок 12 синхронизации обеспечивает подключение выходов блока 5 управления аналого-цифровым пре - образованием ко входам цифроаналогового преобразователя 2. Ключ 14 в рассматриваемом режиме разомкнут, а ключ 13 замкнут, вследствие чего на выходе усилителя 7 присутствует нулевой потенциал; и усилитель 7, и демультиЙлексоо 9 в работе устройства не участвуют .Устройство представляет собой обычный аналого-цифровой преобразователь, в котором цифроаналоговый преобразователь используется для выработки компенсирукщего воздействия (в данном случае тока) . Диоды 15 ограничивают перепады напряжения на входе компаратора 4, В зависимости от принятого алгоритма работы блок управления 5 может представлять собой либо регистр последовательного уравновешивания, управляющий, в зависимости от показания компаратора 4 в каждом такте, подключением разрядов цифроаналогового преобразователя 2 (метод под - рядного уравновешивания), либо реверсивный счетчик, подсчитывающий импульсы, поступающие от блока 12 синхронизации (метод последовательного счета) . Компаратор 4 определяет направление счета. По окончании преобразования цифровой эквивалент входного напрякения записывается с выходов блока управления 5 через вторуюгруппу вентилей 10 в регистр 11 и присутствует на цифровых выходах устройства. Отпирание соответствующих входов второй группы вентилей 10 обес.печивается по сигналу блока 12 синхронизации.В режиме цифроаналогового преобразования по сигналу блока 12 синхронизации включается канал мультиплексора 1, подключенный к общей шине, вследствие чего на выходе мультиплексора 1 - нулевой потенци л, и он в работе устройства участия не принимает. Блок 12 синхронизации отключает выходы блока 5 управления аналогоцифровым преобразованием от входа цифроаналогового преобразователя 2. Замыкается ключ 14 и размыкается ключ 13, при этом усилитель 7 начинает выполнять функции преобразования тока в напряжение и масштабирования, а диоды 15 запираются нулевым напряжением, и компаратор 4 исключается из работы устройства. Код, присутствующий на цифровых входах второй группы вентилей 10 по сигналу блока 12 синхронизации, переписывается в регистр 11, с выходов которого через первую группу вентилей 6, поступает на входы параллельно цифроаналогового преобразователя, Напряжение с выходацифроаналогового преобразователя поступает на вход усилителя 7 и после преобразования тока в напряжение и масштабирования через демультиплексор 9 передается на один из аналоговых выходов устройства, 5Предлагаемое устройство Обладает высоким быстродействием, как в режиме цифроаналогового, так и аналогоцифрового преобразования. Высокое быстродействие обеспечивается исполь а эованием параллельного цифроаналогового преобразователя с суммированием токов, отличающегося от других типов преобразователей именно высоким быстродействием, Кроме того, быстродействие достигается введением двух дополнительных ключей, с помощью которых исключается усилитель, как одно из наиболее инерционных звеньев из цепи обратной связи преобразователя,гаФормула изобретенияРеверсивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий мультиплек сор, первый вход которого соединен с общей шиной, а сигнальные входы соединены с Источниками входных аналоговых сигналов, параллельный цифроаналоговый преобразователь, выход которого через резистор соединен с выходом мультиплексора, и, непосредственно, - с первым входом компаратора, ко. торый через встречно-параллельно соединенные два диода соединен со вторым входом компаратора и с общей шиной, а выход - с первым входом блока управления аналого-цифровым преобразованием, выходы которого соединены спервыми входами первой группы вентилей, выходы которой соединены со входами параллельного цифроаналоговогопреобразователя, усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход - через резистор свыходом параллельного цифроаналоговогопреобразователя, и непосредственно спервым входом демультиплексора, выходы которого являются аналоговыми выходами устройства, вторую группу вентилей, первая группа входов которыхсоединена с выходами блока управленияаналого-цифровым преобразованием, авторая группа входов - с цифровымивходами реверсивного аналого-цифрового преобразователя, а выходы соединены со входами регистра, выходы которого соединены со вторыми входамипервой группы вентилей и цифровымивыходами устройства, блок синхронизации, выходы которого соединены совторыми входами мультиплексора,демультиплексора, блока управления, второйгруппы вентилей и третьим входом первой группы вентилей, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыжния быстродействия, в него введеныдва ключа, через первый из которыхвыход усилителя соединен с его инвертирующим входом, а через второй ключинвертирующий вход усилителя соединенс первым входом компаратораИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании 9 1334 б 54,кл. 2 С 4 Н, 1972 (прототип 1858207 оставитель А. Куэехред т.Маточка . цов Корректор Н. Швыд едактор Н. Еончицк акаэ 7265/9 ал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 Тираа 988 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени 43035, Москва, Ж, РПод коми и отк шская сноета СССРтийаб;, ц. 4/