Аналого-цифровой преобразователь

Ь П И С А Н И Е ,905999ИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВ ТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистичвснихРеслублин(5)й. .е. Н 03 К 33/20 РиударатванеВ квинтет СССР в делен взевретенв и вткрытвй оА .А.Вяльшин, С,И.Алферов и И.В.Горбов "Специальное конструкторское бюро Пр изводетвйййоЫобъединения "Виброприбор"(7) Заявитель 54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к аналого-цифровым преобразователям.Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий элемент сравнения, на входы которого поступают кодируеМое напряжение со входа преобразователя и ступенчато-нарастающее напряжение разного наклона с выхода декодирующего преобразователя, триггер управления, на счетный вход которого поступают входные сигналы элемента сравнения, возникающие при равенстве сравциваемых напряжений, элементы совпадения, на один иэ входов каждого иэ которых поступают сигналы с выходов триггера управления, а на второй - сигналы от генераторов импульсов, счетчик, разряды которого подразделяются на младшую группу разрядов и старшую группу разрядов. Единичные входы младших разрядов ц нуле 2вые входы старших разрядов обеихгрупп соединены со входами декодирующего преобразователя. Единичныевходы триггеров младших разрядов 3и нулевые входы триггеров старшихразрядов объединены шиной начальнойустановки счетчика, которая соединена с нулевым выходом триггерауправления. Нулевые входы триггеров 10младших разрядов объединены шинойсброс, которая соединена с единич-вным выходом триггера управления 1.Недостатком данного устройстваявляется ограниченная область применения из-за невысокого быстродействия, так как число тактов пвеобраэовация И равно: Ч = 2 1 + 2где и, - число разрядов в счетчикестарших разрядовп - число разрядов в счетчикемладших разрядов,или при п= п= и Х = 2Цель иэ обретения - увеличениебыстродействия АЦП.905999 Указанная цель достигается тем, что аналого-цифровой преобразователь, содержащий элемент сравнения, первый вход которого соединен с входной шиной декодирующий преобразователь, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с тактовым входом триггера управления, первый установочный вход которого соединен с шиной запуска и входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами триггера управления соответственно, дополнительно введены два многовходовых элемента И-НЕ реверсивный счетчик старших разрядов и реверсивный счетчик младших разрядов, входы режима которых соединены с выходом элемента сравнения, установочные входы - с первым выходом триггера управления, счетные входы - с выходами элементов И, а установочный вход старшего разряда счетчика младших разрядов со вторым выходом триггера управления, а выходы соединены с входами декодирующего преобразователя входы первого многовходового элемента И-НЕ соединены с выходами счетчика младших разрядов, а выход с первым установочным входом триггера управления, выход второго многовходового элемента И-НЕ соединен с вторым установочным входом триггера управления, первый выход которого соединен с первым входом второго многовходового элемента И-НЕ, вторые входы которого соединены с выходами счетчика старших разрядов.На фиг, 1 показана функциональная схема АЦП; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу АЦП. Схема АЦП включает элемент 1 сравнения, триггер 2 управления, декодирующий преобразователь 3, элементы И 4 и 5, генератор 6 импульсов, реверсивный счетчик 7 старших разрядов, реверсивный счетчик 8 младших разрядов, первый многовходовой элемент И-НЕ 9, второй многовходовой элемент И-НЕ 10, установочные входы 11 и 12 счетчиков, входы 13 и 14 режима счетчиков, счетные входы 15 и 16 счетчиков, вход 17 установки старшего разряда счетчика младших 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 фразрядов, шина 18 запуска, выход 19 АЦП.АЦП работает следующим образом.При появлении сигнала на шине 18 запуска триггер 2 управления устанавливается в "единицу". Реверсивные счетчики 7 и 8 йо входам 11 и 12 устанавливаются в "нули", а старший разряд счетчика 7 в "единицу", отпирается элемент И 4 и запирается элемент И 5. Аналоговый сигнал Б, пропорциональный установленному в счетчиках коду, с выхода декодирующего преобразователя 3 поступает на второй вход элсмента 1 сравнения, на первый вход которой поступает преобразуемый аналоговый. сигнал Ц 1.В зависимости от результата сравнения на выходе .элемента 1 сравнения появляется "единица" (если 11 х Ъ Цк) или "ноль" (если 011 Д . В случае появления на выходе элемента 1 сравнения "единицы" счетчики 7 и 8 по входам 13 и 14 устанавливаются в режим прямого счета, а в случае "нуля" - в режим реверсивного счета. После окончания сигнала на шине 18 запуска начинает работать генератор 6 импульсов и через элемент И 4 импульсы поступают на счетный вход 15 счетчика 7. Счет идет до тех пор, пока не изменяется сигнал на выходе элемента 1 сравнения, вследствие чего триггер 2 управления меняет свое состояние. С появлением "единицы" на нулевом выходе триггер 2 управления по входу 7 в старшем разряде счетчика 8 устанавливается "единица", запирается элемент И 4 и отпирается элемент И 5, Импульсы от генератора 6 импульсов поступают на счетный вход 16 счетчика 8. Счет идет до тех пор, пока вновь не изменяется сигнал на выходе элемента 1 сравнения, триггер 2 управления снова меняет свое состояние, после чего процесс преобразования заканчивается. Код из счетчика 7 и 8 переписывается на выход АЦП и затем счетчи - ки 7 и 8 устанавливаются в исходное положение все разряды в "нулях, а в старшем разряде счетчика 7 "единица". Многовходовые элементы И-НЕ 9 и 1 О служат для переключения триггера 2 управления в случае, если в соответствующем счетчике устанавливается максимальная комбинация, а Ь) Ц. Число тактов преобра905999 5зования И равно: И = 2 "+ 21;"где и- число разрядов в счетчикестарших раэрядов 3п - число разрядов в счетчикемладших разрядов,или при и. = п = п М = 2, т,е,ббыстродействие АЦП возрастает в двараза. 10Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий элемент сравнения, первый вход которого соединен с входной шиной, декодирующий преобразователь, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с тактовым входом триггера управления, первый 20 установочный вход которого соединен с шиной запуска и входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами триггера управлейия соответственно, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введе- ЗОе ны два многовходовых элемента И-НЕ,реверсивный счетчик старших" разрядов и реверсивный счетчик младшихразрядов, входы режима которых соединены с выходом элемента сравнения, установочные входы - с первымвыходом триггера управления, счетные входы - с выходами элементов И,а установочный вход старшего разря"да счетчика младших разрядов - свторым входом триггера управления,а выходы соединены с входами декодирующего преобразователя, входы первого многовходового элемента И-НЕсоединены с выходами счетчика младших разрядов, а выход с первым установочным входом триггера управления,выход второго многовходового элемента И-НЕ соединен с вторым уста 1 новочным входом триггера управления,первый выход которого соединен спервЫм входом второго многовходового элемента И-НЕ, вторые входы которого подключены к выходам счетчикастарших разрядов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9400022, кл. Н 03 К 13/20, 1973Составитель А,Кузнецоактор И.Митровка Техред Ж.Кастелевич ор рек тор Н . Стец Заказ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Лроектн 96/73 ТирВНИИПИ Государстпо делам изобр 13035, Москва, Ж,ж 953 Подписноеенного комитета СССРтений и открытийРаушская наб д. 4/5