Следящий аналого-цифровой преобразователь

(6) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24. 07. 81(21) 3326872/18-21 Р 1 М Кз Н 03 К 13/02 с присоединением заявки ЙоГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53)УДК 681, . 325 (088. 8) Опубликовано 231282 бюллетень Мо 47 Дата опубликования описания 23.12.82улОрдена Трудового Красного Знамени экспериме ьыаЩ научно-исследовательский институт металлорежущих станков(54) СЛЕДЯЩИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ . Изобретение относится к преобразователям сигнала из одной формы в другую и может быть использовано в электронных блоках сопряжения аналоговых и цифровых вычислительных машин.Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) со ступенчатым пилообразным напряжением, в котором на счетный вход счетчика, соединенного с цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), подается последовательность импульсов, В момент времени, когда пилообразно нарастающее напряжение на выходе ЦАП станет равным преобразуемому с датчика, компаратор останавливает генератор. Код, зафиксироный на счетчике, будет пропорционален преобразуемому напряжению на датчике. Затем счетчик обнуляется и генератор запускается нновь. Г 13.Недостатком этого АЦП является низкое быстродействие преобразования, так как затрачйвается время на полное заполнение счетчика.Известен также следящий АЦП, в25 котором счетчик не сбрасывается в ноль в каждом цикле преобразования, за счет чего повышается его быстродействие. При превышении напряжением на ЦАП напряжения на датчике счетчик ЗО переключается на списание ранее записанных импульсов и наоборот Г 2 1Существенным недостатком такихАЦП является сравнительно низкаяточность преобразования иэ-за автоколебательного процесса в замкнутойобратной связью системе,Цель изобретения - понышение точности и быстродействия преобразования.Поставленная цель достигается тем,что в следующий аналого-цифровойпреобразователь, содержащий цифроаналоговыйреобразователь, входы которого подключены к выходам счетчиков и старших разрядов, а ныход под-ключен к первому входу компаратора,второй вход которого подключен кдатчику входного сигнала, введенышесть элементов И, элемент И-НЕ,элемент ИЛИ, три триггера, элемент НЕи генератор импульсов, выход которого соединен с первыми входами первогои второго. элементов И,второй вход последнего соединен с выходом элементаИ-НЕ и с вторым входом первого элемента И,третий вход соединен с инверснымвыходом первого триггера и первымвходом третьего элемента И, а выходподключен к вычитающему входу счет 984033Формула изобретения чика младших разрядов, суммирующийвход которого соединен с выходом первого элемента И, выходы соединены ссоответствующими шинами выходныхсигналов, выход положительного переноса соединен с первым входом четвертого элемента И, а выход отрицательного переноса соединен с единичнымвходом первого триггера и с первым.входом пятого элемента И, второйвход которого соединен с выходом ком паратора нулевых входов первого,триггера, вторым входом третьегоэлемента И и входом элемента НЕ,выход которого соединен со вторымвходом четвертого элемента И и с пер вым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которогосоединен с единичным входом второготриггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ,второй вход которого соединен с пря-.мым выходом третьего триггера, вторым входом шестого элемента И, третий вход которого соединен с единич-,ным входом первого триггера и третьимвходом первого элемента. И, и вторымвходом третьего элемента И, выходкоторого соединен со вторым входомэлемента ИЛИ причем единичный входтретьего триггера соединен с шинойзапроса, нулевой вход - с нулевымвходом второго триггера и шиной пуска, а выходы четвертого и пятогоэлементов И соединены с суммирующими вычитающим входами счетчика старших разрядов соответственно, выходыкоторого подключены к соответствуюицим шинам выходных сигналов.На фиг. 1 представлена блок-схемаследящего аналого-цифрового преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы и работа преобразователя.Он содержит счетчик 1 младшихразрядов, счетчик 2 старших разрядов,элементы И 3 и 4, цифро-аналоговый 45преобразователь (ЦАП) 5, компаратор6, инвертор 7, генератор 8 импульсов,модулятор 9 сигнала, включающий триггер 10, элементы И 11 и 12, и блок13 управления, включающий триггеры14 и 15, элемент И-НЕ,16, элементыИ 17 и 18 и элемент.ИЛИ 19, датчик20 входного сигнала, шины 21 выходных сигналов, шину 22 запроса,шину 23 запуска., Работает АЦП следующим образом.После подачи при первом включениив момент времени 1 О (фиг.2) пускового импульса на входы В триггеров14 и 15 устройство устанавливаетсяв исходное состояние; триггер 10 устанавливается в 11 ф, триггеры 14 и15 сброшены. Последовательность импульсов с генератора 8 поступаетчерез элемент И 11 на суммирующийвход счетчика 1. Каждое переполнение 65 счетчика 1 заносит по одному импульсу через элемент И 3 в счетчик 2,Этот процесс длится до тех пор, пока,напряжение ва выходе ЦАП 5 не станет больше напряжения датчика 20. Кактолько это произойдет, триггер 10 сбрасывается с компаратора и последовательтность импульсов поступает через элемент И 12 на вход вычитаниясчетчика1. После отрицательного переполнениясчетчика 1 триггер 10 устанавливается в 1 и последовательность импульсов вновь поступает на суммирующий вход счетчика 1 и т.д. Таким образом, происходит периодическое суммирование и вычитание счетчика 1, приэтом счетчик 2 остается в одном итом же состоянии.При уменьшении напряжения с датчика 20 компаратор 6 устанавливаетсяв ф 1 и каждое отрицательное переполнение счетчика 1 вычитает по одному импульсу через элемент И 4 сосчетчика 2. Так происходит отслеживание устройством изменяющегося напряжения с датчика 20.При переписи кода со счетчиков 1и 2 (момент времени 1) триггер 14устанавливается в 1импульсомот шины 22 запроса. После того, кактриггер 15 устанавливается в 1(момент времени 1) слежение останавливается и производится передача кода со счетчиков 1 и 2 на шины 21 выходных сигналов. Далее осуществляется запуск (момент времени 13) схемыпо-входу В триггеров 14 и 15 и слежение возобновляется,Таким образоМ, предлагаемое устройство позволит в значительной степени повысить точность и быстродействие преобразования по сравнениюс известным. Следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий цифро-аналоговый преобразователь, входы которого подключены к выходам счетчиков мпадших и старших разрядов, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к датчику входного сигнала,о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия преобразования, введены шесть элементов И, элемент И-НБ, элемент ИЛИ, три триггера, элемент НЕ и генератор импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход последнего соединен с выходом элемента И-НЕ и с вторым входом первого элемента И, третий вход соединен с инверсным выходом первого триггера и первым входом третьего элемента И,а выход подключен к вычитающему входу счетчика младших разрядов, суммирующий вход которого соединен свыходом первого элемента И, выходысоединены с соответствующими шинамивыходных сигналов, выход положительного переноса соединен с первым входом четвертого элемента И, а выходотрицательного переноса соединен сединичным входом первого триггера и спервым входом пятого элемента И,второй вход которого соединен с выходом компаратора нулевых входовпервого триггера, вторым входомтретьего элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен совторым входом четвертого элемента Ии .с первым входом шестого элементаИ, выход которого соединен с первымвходом элемента ИЛИ, выход которогосоединен с единичным входом второготриггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ,второй вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, вто- .рым входом шестого элемента И, третий вход которого соединен с единичным входом первого триггера и третьимвходом первого элемента И, и вторымвходом третьего элемента И, выходкоторого соединен с вторым входомэлемента ИЛИ, причем единичный входтретьего триггера соединен с шинойзапроса, нулевой вход - с нулевым1 О входом второго триггера и шиной пуска, а выходы четвертого и пятого элементов И соединены с суммирующим ивычитающям входами счетчика старшихраэрядов соответственно, выходы кото 15 рого подключены к соответствующим, шинам выходных сигналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе1. Балакай В,Г. и др. Интегральные схеьы 3 ЩП, ЦАП. М., фЭнергияе,1978, с.48.2. Там же с. 49.9 а 4 ОЗЗ Составитель Л.Беляеваактор В,.Лаэаренко .Техред Л.Пекарь Корректор М.Ш к ное Патент , г.ужгород, ул.Проек филиал ПП 9956/75 . Тираж 959 ВНИИПИ Государственног по делам иэобретений113035, Москва, Ж, Ра Подп тета СССР рытий наб., д.