Быстродействующий аналого-цифровой преобразователь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиниСоциалистическиеРеспублик и 875618(23) Приоритет Государственный комитет по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 25.10,81 В, Глебович, В. В. Крылов, С, Я Корсак(72) Авторы изобретени Горьковский политехнический институт им(7) Заявит 54) БЪСТРОДЕЙСТВУЮШИЙ АНАЛОГО - БИфРОВОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 1Изобретение относится к устройствамдля преобразования аналогового сигналав цифровой двоичный параллельный коди может использоваться в различных системах обработки широкополосных сигналов.Известен аналого - цифровой преобразователь (АЦП) с элементами Пжозефсона, работающий по принпипу последовательного приближения и содержащий.торяд последовательно включенных элемен-тов Джозефсона и блок управления 1),Недостатки известного устройстванизкая надежность и малое быстродействие, которое определяется срабатыванием И последовательно включенных элементов Джозефсона, где И - число разрядов АБП,Известен аналого - цифровой преобразователь, содержащий набор квантовыхсверхпроводящих интерферометроя, первые выводы которых подключены к источнику постоянного тока, а вторые - кобщей шине, матрицу весовых резисторов,каждый из которых подсоединен однимконцом к источнику входного сигнала, адругим через проводник, пропущенныйчерез кольцо интерферометра, - к общейшине (21 .Недостатки .известного устройстваналичие матрицы .высокочастотныхвесовых резисторов и низкая технологич-.ность изготовления устройства,Белью изобретения является упрощениеконструкции, повышение точности преобразования и технологичности изготовления.Поставленная цель достигается тем,что в быстродействующем аналого - цифровом преобразователе, содержащем набор квантовых сверхпроводящих интерферометров, первые выводы которых под-,ключены к выходу источника постоянноготока, а вторые - к обшей шине, и проводник, первый конец которого подключен к общей шине, площади колец квантовых сверхпроводящих интерферометров.обратно пропорциональны весу разряда, ичерез них пропущен проводник, второй875618 4соответствует логической единице, низкий - нулю,конец которого соединен со входной ппиой.На ф 1 иг. 1 приведена блок - схемапредлагаемого устройства; на фиг, 2зависимость критического тока от напряженности магнитного поля; на фиг, 3 эпюры выходных напряжений и критических токов,Устройство состоит из источника постоянного тока 1 и блока сверхпроводящих 1 Оквантовых интерферометров 2, Первыйвыход каждого интерферометра соединен 1с источником постоянного тока 1, второй:с общей шиной, Шина источника входногосигнала проходит через кольца всех интерферометров.Квантовый интерферометр представляет собой сверхпроводящее кольцо сдвумя диаметральными отводами Р и Ц.Значенид тока через кольцо, при которомвозникает падение напряжения между точками отводов Р и Я, называют критическим током интерферометра 1 р, Еслиперпендикулярно плоскости интерферометраприложить магнитное поле, напряженностью 5Н, то значение критического тока меняется согласно фиг, 2, где ф флюксон,Цб-,абсолютная магнитная проницае-,мость, А - площадь, ограниченная плоскостью кольца интерферометра,30Как видно из фиг. 2, период зависимости критического тока от напряженностимагнитного поля зависит от площади кольца А. Этот эффект и используется в предлагаемом изобретении.Если плошадь кольца интерферомбтра,соответствующего старшемуразряду равна А, а И -" го - А2 , то устройствоФФосуществляет преобразование аналогового входного сигнала в параллельный двоичный код. Плошадь кольца интерферометра следующего разряда в 2 раза меньше, что соответствует в 2 раза большему периоду зависимости Хр (Н) (фиг. Зб), поэтому выходное напряжение 0 переходит из О" в ф 1 ф в 2 раза реже, аналогично ироисходит и в последующих разрядах. Таким образом, входной сигнал представлен в виде параллельного двоичного кода. Переключение интерФерометра из сверхпроводящего состоянияв обйчное и обратно длится единицы пикосекунд. Предлагаемое устройство может использоваться для кодирования широкополосных сигналов. при вводе их в ЭВМ обладая широким динамическим диапазоном, простотой и технологичностью, Преобразование аналогового сигнала возможно не только в двоичный параллельный код, но и в любой другой код, в том числе и помекоустойчивый код типа кода Грея. Предлагаемая конструкция позволяетпроизводить аналого - цифровое преобраэование с частотой порядка 50 ГГц ииметь чувствительность около 1 мкВ/бит,обеспечивая цифровое представление ин-формации в виде И - разрядного параллельного двоичного кода, Вместе с тем, разный диаметр колец позволяет получать периодические нелинейности с разным периодом, благодаря чему отпадает необходимость в матрице весовых резисторов, что существенно упрощает конструкцию и повышает технологичность изготовления и точность преобразования, Предлагаемое устройство работает следующим образом.Входной сигнал создает некоторое поле Н (фиг. 3), если это поле таково, что соответствующий ему критический ток меньше тока 1 (фиг, За-в), то на интер ферометре есть падение напряжения, если больше - напряжение отсутствует. На фиг. З,показаны эпюры выходных напря некий для входного сигнала, меняющегося по линейному закону.фиг, За показывает зависимость критического тока 1,от напряжений магнитного ноля, соответствуюшую интерферо- и метру младшего, разряда, а фиг. Зг выходное напряжение этого разряда. Высоай уровень напряжения Ь на фиг. Зг - е формула изобретенияБыстродействующий аналого - цфровой преобразователь, содержащий набор квантовых сверхпроводящих интерферометров, пешые выводы которых подключены к выходу источника постоянного тока, а вторые - к общей шине, и проводник, первый конец которого подключен к обшей шине, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью упрощения конст. рукции, повышения точности преобразования и технологичности изготовления, площади колец квантовых сверхпроводящих интерферометров обратно пропорциональны весу разряда, и через них пропущен проводник, второй конец. которогосоединен со входной шиной,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе875618 61. Патент США Ж 3949395,кл. 340-347, А.Р) 1977,2, Авторское свидетелйтво СССРпо заявке % 2688574/18-215 кл, Н 03 К 13 Ю 9, 1978,875618 Ф оставитеж В, Солодова ехред М, Рейвес 1 орре Стец Ци цика дакто Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная з 9388/86 Тираж 991 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд, 4/б