Аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОНЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИРЕСПУБЛИК д 11 с Н 03 11 1/3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент СШАкл. Н 03 К 13/ОАвторское свУ 651475, кл. Н ко8,8)У 3611350,1971,детельство ССС03 К 13/02, 19 ими входами шифр вой и второй гру ств тора, а вхои - с соотинверсными ы вующими прямымиами блока компарвыход элемента з ветс выхо ов, пр держки цод эт люч КЛ 1оед ель гход через делител инен с шиной нуленапряжении,. анапряжения Сового потенциалделителя напрветствующими а, при этом выходыжения являются соот выходами источникажений. рных нап ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1, АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий блок компараторов, выполненный на н компараторах, первые входы которогообъединены с первым входом дополнительного компаратора и являютсявходной шиной, источник опорных напряжений, выходы которого соответственно подключены к второму входудополнительного компаратора и вторым входам блока компараторов, ишифратор, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что; с целью порьппения точности, в него введены цифровой амплитудный анализатор, блок устранениянеоднозначности кода, элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент задержкии коммутатор, управляющий входкоторого объединен с входом старшего разряда первой группы информационных входов коммутатора иподключен к выходу дополнительногокомпаратора, выходы являются выходными шинами младших разрядов, информационные входы младших разрядовпервой группы соединены с соответствующими выходами шифратора, а информационные входы второй группы -с соответствующими выходамИ младшихразрядов цифрового амплитудногоанализатора, вход которого являетсявХодной шиной, прямой выход старшего разряда объединен с первымвходом блока устранения неоднозначности кода, входом источника,опорных напряжений, первым входомэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и входомэлемента задержки и является выходной шиной старшего разряда, а инверсный выход старшего разрядаподключен к второму входу блока устранения неоднозначности кода, выходы которого соединены с соответн к второму входу элементаЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которогонен с третьим входом дополниого компаратора. 2. Преобразователь по п.1,т л и ч а ю ш и й с я тем, что источник опорных напряжении выполнен на делителе напряжения, блокеключей и двух генераторах тока,первые выходы которых объединеныи подключены к шине нулевого потенциала, а вторые выходы соединены ссоответствующими первыми входамиблока ключей, второй вход которогоявляется входом источника опорных:.)Е )баЗО 3)тсЬ По П.) О т) 5) 3 с) Ю Ц 5 ) С ) 1 с)М . НТО бпок УС; БЯЦЕЦНЯ (ЕОДНОЭНЯЯНОСг 1 КОДЯБып;г)е)1 на и элементах 2 Г-И - ИГЕ,перьые входь) которых обьедиценыи являются первым цходом блока устранения неодноэначцо; ти кода,выходы которогс явяются выхс 5 дамиЭЕГ, Е,ОГ ) Ргз 1) )11, 3, .)сКОТОР 1 ЦХ ОгбгсЕДИНРНЫ и Я 131 ЯЮТСЯ 13 Т.рым зходом блока устряения неод. но:зцяНости кода, входы первоиГРУППЬ 1 КОТОР 01 С Я 3 ГЯЮТСЯ ТРЯ ТБИМИ входами соответстзуюцих э:ементов ) .-ЮИ- ИЕ г первый з ход второ г РУ ггц 53315 ССЯ )ЕЗ 1 ЕР Гсгс БХОДОМГЭО"РС С НИЕ ОТН ССПТС)1 с ЦЫ 11 С ПИ тельной 11 Гэ)5 е)ит 1 ной технике и Мо)КЕ". быт. 10:10;1 Ь 3.гяОг В аВТОМЯТ 13 И .) О3 аГ Г ПЛ Х 1 Н 1) 0 Р с с:,. Г О Ц Н ОГЗ М Е 1) и Т Е::3 Я";ЕГ 5 Г, с ).,. НЛ СГ)1 , . КО 013 ЕКОМОНадпп ГрОЦЕСС гОЕОбоаавацьЯ и )ТЯ 10 ЫЕ "гЗОВЦ 1 :"ООТ)3 ЕТСпгз)гЮГЦЭ 1-гигс)сг "1 М КО 01 ЬРсг Кс)гсгбгссгсцци 5) яс -т 1)рЕ 1;,1 ОИГЫХ;.)яарсг;1 Б Ягг С;,ОПОЦ 1 ТСЛОГО КОМЯРД ТОРЯ с ь.),Г - , ЯГЛЛЕ"Ся ЧЕ-.1 с;г Г,".Б ХОП ОСООНЕТ СТ 3 с )Я ЕГО ) )3 ):Гре;е сБуюц 1 х э.)емец .013 .с И,.г" а Г) -и ЦХОГ 3 тос) ОЙ 1) УПЫ Я 3;:ЯЕ ТС Я ПЯТЫМ 1)ХОДО"1 3 ССХ П)Е,1 И 1 Е )3 УК)Цих .Дем знто)И - ПИ-И., п 5 э Оь кс) - - и БХО)сг)г)с с 1)1 упгг гс.) );", гс тр1 Бц 5; 1 г;г .; Я; я )1 гос т гг я 1,с ф, -О .:,Пс Я )ЛЯ.ТСЯ ЬЕ Гг) В ХО 01) ВСЕХ ПРГССТЦ сг)ЦИХ 3 )С Е Г тов )И-ИЛИ-ГЕ с а первый вхо, Пер 130 Й ГРУППЫ )-)ЯЕ " Я 1 ЕСТЬГ) с ) Огпгка " р) )х ) я г;1)я-. ЦЕНИ, ПЕлрВЫМ ВХОДОМ ЭЛЕМЕНта 1 Г,- );.В) Ч)1 ГЕ ИП Г 1 3 с холом элемента 1 - Э ЯДЕР)ки И Я 3:15 ГЕ .СЯ сЗЫХОДСОЙ Ш 1 НОИ 2 Стар 110 рявря;а, ББЕрсцццгг ЗЫХОД СтссРЛГЭ 0 Ранг)51 ДЯ ЦИ)РО 30 0 сЗс.1 И Усдн ОГС с)Л а:1 ИЭ сТО) Я с). Г 10;1 Ю нец к второму вхогу блока 8, 1 ыходы КОТОРгЗ 0 СОЕДИНгЬ 1; С 0 Тсср - Ст 3 УГГ;с МИ БХ )ДЯМИ ЦГ)",)сТГ 1 Н сз ТРЕТ Ь 150 55 и четвертые входы - с соответствующими прямыми и инверсными выходамиблока 3 компараторов. Выход элемента 12 задержки подключен к второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ13, выход которого соединен с третьим входом дополнительного компаратора 7.При этом вход источника 18 опорных напряжений является входомблока 21 ключей, входы которого через соответствующие генераторы 19и 20 тока подключены к общей шине,а выход через резисторный делитель 22 напряжения соединен такжес шиной нулевого потенциала. Выходыделителя 22 напряжения являютсявыходами источника 18,Первые входы элементов 9-11(на Фиг.1 показан пример выполнения блока 8 на трех элементах2 И-ИЛИ-НЕ) объединены и являютсяпервым входом блока 8, выходы которого являются выходами элементов9-11, вторые входы которых объединены и являются вторым входом блока 8, входы третьей группы которогоявляются третьими входами соответствующих элементов 9-11, первыйвход четвертой группы являетсячетвертым входом элемента 9 второйвход четвертой группы являетсячетвертым входом элементов 10 и 11,при этом третий вход четвертой груп.пы является пятым входом элементов 10 и 11, второй вход третьейгруппы блока 8 является шестымвходом элемента 11, а первый входтретьей группы - шестым входомэлемента 10. АЦП работает слецующим образом.При подаче преобразуемого аналогового сигнала -Б,11 ( -0,5 11Дргде Б - максимальная величина эталонного напряжения, на входную шину 1 он поступает на первые входы компараторов 4-б, блока 3 компараторов и первый вход дополнительного компаратора 7, на вторые входы которых с выходов источника 18 опорных напряжений поступают младшие эталонные уровни в пределах -0,875 11, - 0,5 0, (фиг,2). В результате этого осуществляется сравнение преобразуемого аналогового сигнала с младшими эталонными уровнями, по результатам которого определяются младшие кодовые комбина 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 ции 111-100 (фиг,25), которые формируются на выходе шифратора 14 после логического преобразования вблоке 8, где сформированный унитарный код на выходе блока 3 компараторов преобразуется в позиционныйкод, при наличии уровня логического нуля на инверсном старшем разрядном выходе цифрового амплитудногоанализатора 2, а следовательно,и на втором входе блока 8. Напервый вход блока 8 со старшегоразрядного выхода цифрового амплитудного анализатора 2 поступаетуровень логической единицы, который проходит на выходную шину.Учитывая, что для этого интерваласигналов -Б с Б с -0,5 Бщ на выходе дополнительного компаратора 7"1", на выход коммутатора 17 подаются кодовые комбинации с выходашифратора 14 (фиг.1 Б) и с выходадополнительного компаратора 7,логическая 1 на выходе которого вданном случае соответствует кодовымкомбинациям разряда 2 АЦП,При подаче на вход аналоговыхсигналов в диапазоне -0,375 цГ . 0,5 Гщ осуществляется сравнение преобразуемого сигнала сосредними эталонными уровнями, которые сформированы в цифровом амплитудном анализаторе 2, Полученныесредние кодовые комбинации (1011 -0011) поступают через первые входыкоммутатора 17 (исключением старшего разряда) на выходные шины23 АЦП, так как в интервале0,5 Ц, - 0,5 11 (фиг,2) на выходедополнительного компаратора 7 присутствует сигнал логического нуля,который подключает средние кодовыекомбинации с выхода цифровогоамплитудного анализатора 2 на выходные шины 23 АЦП,11 ри этом для преобразуемых аналоговых сигфалов, пропорциональных кодовым комбинациям, которые превышают половину средних кодовых комбинаций (1000), формирование старшей группы эталонных уровней осуществляется посредством смещения каждого последующего уровня группы младших эталонных уровней на величину Бщ в момент времени, когда преобразуемый аналоговый сигнал превышает средний эталонный уровеньЕ средней Группы эталонеЕых уровней, после чего осуществляет(.я сратвпение преобразуемого аналогового ситнала со сформир ОваеЕ ными у 1 овеЕЯм о тао шей группы.Рассмотрим эту оттер:щис бо.-нзе подробно. Как только аналоговый сигнал ц превышает нулезой уровень (Фиг.2), сразу же на выходе старпЕего разряда циФровоео амплитудеого аиаЛИЗатсра 2 ПОянлястСя ЛОГЕЕтЕЕСу ууффкии 0 , который, поступая на управляющий вход ключей .1 источника 18 опорных напряжений переключает генераторы 20 и 19 тока на ходе делителя 22 напряжений,.результате этого на выходах делителя 22 Формируются старшие этгпонЕзые уров. - ни путем смещения каждоо последую- ЩЕГО УРОВНЯ МЛаДШИХ Эт,"ЕЕОНЕЕЫХ УРСВней на величину число средеих эта.:ОЕзныхуровней;число зтадзпттх эта;пони,Ехуровней;НОМЕР СМЕПаЕМО Г . иза:,ЕЕЕ: Оэталонног ро:знешаг квантстзэния 0;ноеЕен о с этим в момент с е н ьу Он Е а Ез ы ход е ся 1 з и е Г О , а 3 "1 яза Еифроно о амптитдноГО сне.И.:ато 1)аНОЕтттЗО" зЛЕМ(.: "аЗа" ЕрККИ И Э;ЕЕМЕНта ИСК ПР 1 ЙОЩЕ:1 т ЕР, 3 Формируется Ь;Еокируюший импульс7Д.пзЕС.т)НО(.Тзу КОТ(РОГО тЗ ОСНОВсионределяе гся з.тементам 12 задержкии выбирается в соответствии с д.тпо у-ен но и ееЕхилз,т,; ;рМЕЕЕнттп; кИХ Зт(ЕУННЫХт;" -11 рпода:Ее ан(злогсвых стз: налот.уи;а азове 0, э . : .3. 3й тгвхсил( пину н топьС Ез,"допел:Еительно о ксмнараторак.т.,(атоозз-б у блока 3 компара -та;:( и уж под.ты устаноезиузш. се О эт,:,Еонпе уро зн 0.3 1.; , - С,. 8 3В РС ЗУ:ЕвтатЕ На ВЫХОДЕ ДОНО(:НЕЕтст:Еу -но ( компаратора 7 формируе.я логиКОтстЕЕЯ;тОСП У УУ ЗИР аЕЗЛЕЕЮЦИЕ ГХОД КОММУтатстандк(пюттает его вторые входы к вы -хо,. иым .пинам 3. При этом старкнек твьЕС комбианин т 110 1 1 1Лост1193808 3 2 1 20 г 2 Составитель В. ВойтовТехред М.Пароцай Коррек Редакт гир Демчи Заказ 7325/5 н