Усилитель выборки и запоминания для аналого-цифрового преобразователя

ОПИСАВШИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СоветскиСоциалистическиРеспублик ои 942131 6 ) Дополнительное к а д-в)м. кд.6 11 С 7(00 исоелииеиием заявки 9 ифдэрснюпВЙ кеивтвт Сьь.Р. аю юаи азабрвтеви и открпайриарите УДК 6 публиковаио 07,07,82, Бюллетень РВ 2 ата опубликования описания 10.07.8(7) Заявитель рдена Ленина институт нбернетнки АН Украинской ССР 4) УСИЛИТЕЛЬ ВЫБОРКИ И ЗАПОМИНАНИЯЛЯ АНАЛОГО-ДИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Изобретение относится к в ной и измерительной технике.Известен усилитель выборки нания, содержащий дифференцка литеа, промежуточный каскад, каскад, шины питания н разреш тывання, ннвертор, псвторнтеж,тока и азделительные эж те усющтеля явки к коррек ычисли ль ра соединен с входом управления третьего ключа., 21.,и заномк- Недостатком известногольный уси- ляется невозможность провервыходной ции его арамегров, что ведет к умень 5ение счи- шенню точности преобразования.генера- Дель изобретения - повышение точнос1 ор Р менты 11.тк ксетроля и коррекции параметров усиления еНедостаток данного усилителя - низкая Поставленная цепль достигается тем,точность к малое время памяги., что в усиюатель, содержащий цзедварктеНаиболее близким по технической суц- льный каскад усиления, вход которогоности к предлагаемому является усили- соединен с входной шиной, а вьасод подтеж, содержащий предварительный кас- ключен через первый ключ к накопктещкад усиления, выход которого через пер-ному конденсатору и входам второго квый ключ соещнен с накопительным кон- третьего ключей, вьфсодной каскад усаденсатором н входами второго и тре- ленкя, вход которого соединен с вытьего ключа, выходной каскад, вход кото- ходом второго ключа, два триггера, перрого соединен с выходом второго ключа . вые входы когорых соединены между соа выход подключен к входу аналоге.циф- обой и с первой шиной управляющего сигрового преобразователя (АДП ) к два нала, выходы первого триггера подкаочетриггера, выход первого иэ которых сое ны к входам управления первого и втдкнен с входами управления первого и рого ключей, второй вход второго тригвгорого ключей, а выход второго тригге гера соединен с второй шиной сижала уд 3 942равления, а его выход подключен к входу управления третьего ключа, выход которого соединен с общей шиной, а также ана- лого-циФровой преобразователь, введены дополнительно два ключа, нуль-орган, счетчик, делитель частоты с переменным крэффициентом деления и генератор импульсов, выход которого через делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен с вторым входом первого триггера, 10 а через первый дополнительный ключ - с входом счетчика, вход управления первого, дополнительного ключа соединен с выходом нуль-органе, один вход которого соединен с входной шиной и первым входом второ- % го дополнительного ключа, второй вход которого соединен с выходом выходного каскада усиления, а выход подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя и второму входу нуль-органа. 20На чертеже приведена структурная схема усилителя.Усилитель выборки и запоминания содержит предварительный каскад 1 усиления, ключи 2-6, накопительный кжаенса- ц тор 7, триггеры 8 и 9, выходной каскад 10 усиления, делитель 11 частоты с переменным коэффшиентом деления, генератор 12 импульсов, счетчик 13 и нуль-орган 14, также аналога-циФровой преоб-, З 0 разователь 15. Преобразуемый сигнал подается иа входную шину 16, а на шины 17 и .18 подаются сигналы управления.Прйнцид работы усилителя заключаетсяв следующем.Устройство работает в три такта. В первом такте вход преобразователя 15 через ключ 6 подключен непосредственно ко входной шине 16. Максимальный вход; ной сигнал преобразуется в преобразователе 15 в цифровой код. На этом первый, такт работы устройства заканчивается.Исходное состояние во втором такте следующее, Вход преобразователя 15 от- . ключен от входной шины 16 и подключен фф через ключ 6 к выходу каскада 10. Триггер 8 и триггер 9 находятся в единичном состоянии. В Этом случае ключ 2 разомкнут, а ключи 3 и 4 замыкаются, Накопительный конденсатср 7 через ключ 30 4 эаземлен, а через ключ 3, каскад 10 и ключ 6 подключен ко входу преобразователя 15. Коэффициент деления делителя 11, выбираемый с помощью какого либо переключателя (не показан) равен свое- М му минимальному значению. Импульсы от генератора 12 в делитель 11 не посту- пака. На выходе. нуль-органа 14 в нер 131 4вом и во втором тактах содержится нулевой сигнал, ключ 5 разомкнут, импульсыот генератора 12 в счетчик 13 не поступают,В момент 4 о на один из управляющихвходов триггера 8 поступает сигнал фВыборка", В этом случае оба триггера 8 и9 переходят из единичного состояния внулевое, при эгом ключ 2 замыкается, аключи 3 и 4 размыкаются. Максимальныйвходной сигнал через каскад 1 и ключ 2заряжает кснденсатор 7. Импульсы от генератора 12 поступают в делитель. В момент Ь в соответствии с заданнымкоэффициентом деления на другом входе.триггера 8 появляется сигнал фЗапоминание" ипереводитэтот триггер в единичное состояние. При этом ключ 2 размыкается, а ключ 3 замыкаегся. Напряжениена конденсаторе 7 через ключ 3, каскад10 и ключ 6 поступает на вход преобразователя 15. Посла окончания процессааналого.цифрового преобразования происходит сравнение цифровьк кодов, полученных в первом и во втором тактах. Если погрешность выб орки велика, значитвремя выборки. должно быть увеличено.В этом случае устройство переводится висходное состояние, для чего на другойуправляющий вход триггера 9 подаетсясигнал "Разряд, и переводит его в единичное состояние. В этом случае ключ 4замыкается и через него конденсатор 7разряжается. Затем коэффициент деленияделителя 11 увеличивается на единицу поотношению к предыдущему значению, чтосоответствует времени выборки ,- Ьпосле чего процесс работы во втором такте повторяется. Если погрешность выборки опять велика, то этот процесс повторяется снова, причем время выборкиопять увеличивается с помощью изменениякоэффициента дежния. Такое увеличениевремени выборки продолжается до тех пор,дока напряжение на конденсаторе 7 достигаег значения максимального входногоситнала. В этом случае цифровой код, порченный на первом такте, равен цифровому коду, получэнному на втором такте.Время вьбарки, при котором достигается. такое равенство, является необходимь 1 мвременем выборки и запоминания, Оно устанавливается с точностью преобразователя 15 и равно произведению периода сждования импульсов генератора 12 импульсов на коэффициент деления делителя 11На этом заканчивается второй такт работы.После окончания второго такта начинаетса третий такт работы, на котором5 942131 6опрецеляется время запоминания т.е., ф о р м у л а и з о б р е т е н и явремя, в течение которого погрешностьзапоминания не превышает заданной веж- Усилитель выборки и запоминания длячины. Исходное состояние в третьем так- аналоге-цифрового преобразователя, содерте сжцующее; на входной шине 16 -мак жащий предварительный Каскад усиления,ойсимальный входной сигнал, на выходе кас- вход которого соединен с входной шико,када 10 - сигнал, равный значению мак- а выход подключен через первый ключ ксимального входного сигнала, Ключ 6 сое- накопительному конденсатору и входам вто.диняет вькод каскада 10 с одним из вхо- рого и третьего ключей, выходной каскаддов нуль органа 14. На выходе нуль-орга 10 усиления, вход которого соединен с выхона содержится нулевой вьпсодной сигнал, дом второго ключа, два триггера, первыеключ 5 разомкнут и импульсы от генера- входы которых соединены между соб исобой и стора 12 в счетчик 13 не поступают. По- первой шиной управляющего сигнала, выхорог нуль-органа 14 равен значению допу- ды первого триггера подключены к входамстимой погрешности запоминания. ф управления первого и второго ключей,Начало третьего такта начинается в второй вход второго триггера соединек с. момент 1 и, т.е. при переходе из режима второй шиной, сигнала управления, а егофВыборкаф, в режим Запоминание". Ввыход подключен к входу управления треэтот момент на двух входах нуль-органа тьего ключа, выход которого соедИнен с14 содержатся оринаковые сигналы, рав общей шиной, а также аналогьяифровойные значению максимального входного преобразователь, о т л и ч а ю щ и й с ясигнала. На выходе нуль-органа 14 в тем, что, с целью повышения точностиэтом случае формируется единичный си 1- контроля и коррекции параметров усимнал, ключ 5 замыкается и импульсы от теля, в него дополнительно введены рвагенератора 12 начинают поступать в счет-И ключа, нуль-орган, счетчик, делитель чачик 13, С течением времени запоминания стоты с переменным коэффициентомконденсатор 7 разряжается и сигнал, по- деления и генератор импужсов 1 выходступаюший с выхода каскада 10.на один которого через делитегь частоты с переиз входов нуль-органа 14, начинает уме- менным коэффициентом деления соединенньшаться. Как только изменение этого Зй со вторым входом первого триггера и чесигнала превышает величину порога нуль- рез первый дополнительный каоч соргана 14, т.е. погрешность запоминания входом счетчика, вход управления первогопревышает значение допустимой погреш- дополнительного ключа соединен с выхоности запоминания, нуль-орган срабатыва- дом нуль-органа, один вход которого соет, На его вькоде формируется нулевой З еенен с входной шиной и первым входомсигнал, который размыкает ключ 5, и им- второго дополнительного каоча; второйпульсы от генератора 12 перестают пос- . вход которого соединен с выходом выход.тупать в счетчик 13, В счетчике содер-. наго каскада усиления, а выход подключенжится код,соответствующий времени запо-, к ходу аналогс-цифрового прео разоватеминания, т.е. времени, в течение которого 40 ж и второму входу нуа-органа.погрешность запоминания не превышает заИсточники информации,данной величины.принятые во внимание при эксцертимойст-. 1. Авторскоесвидетвльство СССРТаким образом, предлагаемое устройст-рсвежчить точность преоб- а М 640365, кл. б 11 С 7(00,. во позволяет увежчить2, Бе Дж. и др. Тесрия и примэнераэсвания анал о-ц фр прлого циф ового преобразовате- ., киб ых вйчислительных систем.ля за счет введения дополнительных эле- ние ги ридныхсМ. фМирф, 1970, с. 45.ментов.94213 1 Составитель И. Егороваковски ТехредТ,. Маточка КорректорА. Ференц Реаактор Повжсн 4/84 жгороц, ул. Проектная,л ППП фПатентф, г Закае 4881/48 ВНИИ ПИ Госу царстве по целим изобретен 113038, Москва, Ж.З