Аналого-цифровой преобразователь

ОПИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистических.Республик ои 945978(22) Заявлено 16.01,81 (21) 3238262/18-21 с присоединением заявки М 3 Ьоударствеииый комитет СССР ио делам иаеоретеиий и открытий.325(088.8) . Опубликовано 23,07,82. Бюллетень М 27 Дата опубликования описания 23,07.82 В. Д. Сысоев, В. И. Григорович, А. Г, Волков,и Л. В. Трубецков .(72) Авторы изобретения И гьи ьл. д",.;. 71). Заявнтел 54) АНАЛОГО ВОИ ПРЕОБРАЗОВАТЕ зовате аналогового пре ходом цифро(ЦАП), блокключи, дваки кода нувходам блокрующих резипять элеме коррекциик установыходом к овыхюсор,иггерс входав, аый реве и оррекции,ми первых ного счетчика 21Основным элементом, определякщим.характеристики аналого-цифрового преобразователя, есть блок сравнения, Точность преобразования в аналого-пифровом преобразователе обычно достигается путем увеличения разрядности цифро-аналогового преобразователя, т.е, увеличением числа высокочастотных резисторов, треб 20кщих специальной юстировкн и ключей.При этом увеличивается число элементов и, соответственно, разброс их параметров, повышаются требования к разУстройство относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть применено в цифровых измерительных приборах, устройствах автоматики и вычислительной техники.Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий два аналоговых эапоминакщих устройства, блок управляемых резисторов, два аналого-цифровых преобразователя, устройство управления, масштабное устройство и сумматор 11Этот преобразователь позволяет произвести коррекцию погрешностей, зависимых от конечности входното сопротивления устройства, однако не позволяет производить коррекцию нестабильности параметров аналого-цифрового преобразователя и, таким образом, имеет небольшую точность.Известен такжобразователь (Аговый эапоминаюшвыходом к первония, второй вход е аналого-цифровой преЦП), содержаший аналоий блок, подключенныйму входу блока сравнекоторого соединен с выуправления блокэлемента ИЛИ, блоля, подключенный ва управления, блок рсторов, два элементнтов И, генератор тактналоговый мультиплсчетчик, счетчик, тоединенный выходомлементов НЕ, И и ре3 9459решающей способности блока сравнения,которая принципиально ограничена. Увеличение разрядности цифро-аналоговогопреобразователя выше определяемыхпределов и приводит к нестабильностихарактеристики аналого-цифрового преобразователя и снижению точности преобразования. напряжения сигнала в цифровой код,Цель изобретения - повышение точ Оности преобразования напряжения в код,При этом аналого-цифровым преобразователем; содержащим и -разрядный цифроаналоговый преобразователь, обеспечивается точность, обыкновенно достигаемая применением 2 -разрядного цифроаналогового преобразователя.Поставленная цель достигается тем,что в аналого-цифровой преобразователь,содержаший аналоговый запоминающийблок, первый вход которого соединен спервым выходом блока управления, группа управляющих выходов которого подключена к цифровым входам цифроаналогового преобразователя. ан логовый выходг 5которого соединен с первым входом блока сравнения, подключенного выходом квходу блока управления, дополнительновведены ключ, аналоговый вычитатель,усилитель, второй аналоговый запоминающий блок, два оперативных запоминаю.ших блока и сумматор, при этом второйвход первого аналогового запоминающегоблока соединен с входной шиной а выходсоединен с первым входом аналогового.вычитателя и первым входом ключа, второй и третий входы которого соединенысоответственно с выходом второго аналогового эапоминаюшего блока и вторымвыходом блока управления, причем выходдеключа соединен с вторым входом блокасравнения, первый вход которого соединен с вторым входом аналогового вычитателя, выход которого соединен с входом усилителя, выход которого подключенк первому входу второго аналогового запоминаюшего блока, второй вход которого соединен с третьим выходом блокауправления, группа информационных выходов которого соединена с группами информационных входов первого и второгооперативных запоминакщих блоков, входы,записи которых, соответственно, подключены к четвертому и пятому выходамблока управления, шестой выход которогосоединен с третьим входом сумматора,первая и вторая группа входов которогосоединены соответственно с группой выходов первого и второго оперативных запоминаюших блоков, а выход подключен к выходной шине.На чертеже показана структурная схема предлагаемого преобразователя,Устройство содержит первый аналоговый запоминающий блок 1, ключ 2, блок 3 сравнения, цифроаналоговый преобразователь 4, блок.5 управления, первыйоперативный запоминающий блок 6, сумматор 7, второй оперативный эапоминакщий блок 8, аналоговый вычитатель 9, усилитель 10 и второй аналоговый запоминающий блок.Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.Цикл аналого-цифрового преобразования состоит иэ двух этапов. и,начинаетсяс приходом тактового импульса от блока 5 управления на первый аналоговый эапоминакщий блок 1, при этом он устанавливается в режим запоминания мгновенного значения входного сигнала, который длится на протяжении первого такта, остальное время аналоговый запоминающийблок 1 находится в режиме хранения.Выборка сигнала с аналогового запоминаюшего блока 1 через замкнутый ключ2 подается на блок 3 сравнения, и с второго такта начинается процесс поразрядного уравновешивания. Через и тактовиоразрядного уравновешивания ( о определяется числом разрядов цифроаналогового преобразователя ) результат поразрядного уравновешивания с блока 5 управления переписывается по сигналу с блока 5 управления в первый оперативный запоминающий блок 6, Результатуравновешивания с аналогового выхода цифроаналогового преобразователя 4 подается на второй вход аналогового вычитателя 9, на первый вход которого постоянно подается сигнал с первого аналогового эапоминакщего блока 1. Результат разности напряжений усиливается усилителем 10 с коэффициентом усиления 2 и подается на второй аналоговыйозапоминающий блок 11, на этом заканчивается первый этап преобразования.На первом такте второго этапа пре-. образования усиленная в 2 раза разрядность выходных напряжений первого аналогового эапоминаюшего блока 1 и цифроаналогового преобразователя 4 по ситналу с блока 5 управления запоминается вторым аналоговым запоминающим блоком 11. На втором такте второго этапа преобразования по сигналу с блока 5 управления ключ 2 отключает первый аналоговый запоминающий блок 1 от 65 9459ка 3 сравнения .и подключает к немувторой аналоговый запоминающий блок 11.Усиленная в 2 раза разрядность напряжений преобразуется по алгоритму поразрядното уравновешивания в цифровой код.Через 11 тактов неразрядного уравновешивания результат записывается по сигналус блока 5 управления во второй оперативный запоминаюший блок 8. На этом заканчивается второй этап преобразования. ОРезультаты поразрядного уравновешивания первого и второго этапов цикла преобразования, записанные в первом и втором оперативных запоминаюших блоках6 и 8, по сигналу с блока 5 управления 13суммируютсясумматором 7. Результатна выходе сумматора 7 является результатом аналого-цифрового преобразования,На этом цикл преобразования заканчивается, и следующий цикл повторяется в щтакой же последовательности.По сравнению с известным устройством предлагаемый аналого-цифровой преобразователь позволяет получить более,точное представление значения аналогово го сигнала в цифровом коде без увеличения разрядности ЦАП и разрешающейспособности блока управления.Применение ЦАП, обладакщего повы-.шенной точностью представления кода, ЗОцелесообразно при формировании массивов данных для расчета на ЭВМ характеристики случайных процессов, так как онпозволяет повысить точность вычисления,избежать ошибочных результатов и, таким образом, привести к экономии средств.Использование предлагаемого изобретения целесообразно при построении высокочастотных аналого-цифровых преобразователей, позволяющих работать ссигналами в широкой полосе частот, например, при построении автоматическогоустройства ввода аналоговых сигналовв ЭВМ,45Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь,содержаший аналоговый запоминакщийблок, первый вход которого соединен с 78 бйервым выходом блока управления, группа управляюших выходов которого подключена к цифровым входам цифроаналогового преобразователя, аналоговый выход которого соединен с первым входом блока сравнения, подключенного выходом к входу блока управления, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены ключ, аналоговый вычитатель, усилитель. два оперативныхзапоминакщих блока, сумматор и второйаналоговый запоминающий блок, приэтом второй вход первого аналоговогозапоминакщего блока соединен с входной шиной, а выход соединен с первым входом аналогового вычитателя и первым входом ключа, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом второго аналогового эапоминак шего блока и вторым выходом блока управления, причем выход ключа соединен с вторым входом блока сравнения, первый вход которого соединен с вторым входом аналогового вычитателя, выход которого соединен с входом усилителя,выход которого подкпк,чен к первому входу второго аналогового запоминакщего блока второй вход которого соединен с. третьим выходом блока управления, группа информационных выходов которого соединена с группами информационных входов первого и второго оперативных запоминакщих блоков, входы записи которых, соответственно, подключены кчетвертому и пятому.выходам блока управления, шестой выход которого соединен с третьим входом сумматора, первая и вторая группа входов которогосоединены соответственно с группой выходов первого и второго оперативныхзапоминаюших блоков, а выход подключен к выходной шине.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР356776, кл, Н 03 К 13/02, 1974.2. Авторское свидетельство СССР805490, кл, Н 03 К 13/17,28.03,79 (прототип) .Заказ 5349/7459 Подписное филиал ППП "Патент, Ужгород,у л, Проектная, 4