Преобразователь напряжение-код

(51) 4 Н 03 М 1/4 ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОСУДАПО ДЕ ЕНИЯнический инстиалинин зователь мых конде хника экспер8.интегральныеадио, 1979,ек ел но около в тех ИСАНИЕ ИЗОБР тут(57) Из с Э.И., Пискулов Е.А. Аналогое преобразователи. М.: Энерго, рис. 6,11 в.ЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ - КОД обретение относится к радио- нике, автоматике и вычисли- технике и может быть использоаппаратуре преобразования шиосных сигналов в цифровой код, ке физического эксперимента. С целью увеличения быстродеиствия и повышения долговременной стабильности точностных характеристик в преобразователе использована структура, позволяющая исключить вычитающие усилители, ухудшающие быстродействие, не обходимые нри использовании резистивных делителей напряжения. Это также позволяет повысить точность и уменьшить погрешность старения элементов, поскольку точность делителей напряжения на коммутируемх конденсаторах, используемых в данном случае, мало зависит от номиналов конденсаторов. Преобразователь напряжение - код содержит три ступени преобразования по щй разрядам выходного кода. Преобразование двух старших разрядов в первой ступени осуществляется с помощью де- в лителя 1 напряжения, блока 10 компараторов н дешифратора 11, во второй а ступени два разряда выходного кода формируются преобразователями 12 и 13 код - напряжение, делителем 2 на,1256207 5 1 О 20 40 пряжения, блоком 31 компараторов идешифратором 32. В третьей ступениопределяют три разряда с участиемпреобразователей 14 - 17 код -. напряжение, делителя 3 напряжения, блока30 компараторов и дешифратора 33.Коды записываются в регистр 40 по импульсу, вырабатываемому по окончаниичрормирования действительного кода, сиспользованием дифференциальных усиИзобретение относится к радиоэлектронике, автоматике и вычислительной техйике и может быть использовано в аппаратуре преобразования широкополосных телевизионных сигналов в цифровой кадр в технике физического эксперимента.Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя за счет исключения дифференциальных усилителей из структуры вычитающего типа, а также повышение долговременной стабильности точностных,характеристик преобразователя.На фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя напряжение - код; на фиг. 2 - делитель напряжения из и .ячеек на фиг. 3 - блок-схема преобразователя код - напряжение.Преобразователь содержит делители 1 - 3 напряжения, каждый из которых состоит из генератора 4 и ячеек 5,..,6, полевые транзисторы 7,.,7и 8,8, конденсаторы 9,,9 п,а также блок 10 компараторов, дешифратор 11, преобразователи 12 - 17 код - напряжение, каждый из которых состоит из делителя 18 напряжения, входов 19 и 20 и выхода 21 делителя напряжения, полевых транзисторов 22- 25, цифровых входов 26 и 27 и выходов 28 и 29 преобразователя код - напряжение, а также блоки 30 и 3 1 компараторов, дешифраторы 32 и 33, дифференциальные усилители 34 и 35с входами 36 и 3 регулировки смещения, пороговые элементы 38 и 39, регистр 40. Преобразователь работает следующим образом. лителей 34 и 35 с балансировкой нуляи пороговых элементов 38 и 39, Делитель напряжения на коммутируемых конденсаторах содержит двухфазный генератор,ячейки, конденсаторы и полевыетранзисторы. Преобразователь коднапряжение содержит делитель напряжения и полевые транзисторы. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. Входное напряжение У, поступающее на вход блока 10 компараторов, сравнивается с двоична-весовыми значениями напряжения, формируемыми из опорного напряжения Б делителем 1 напряжения. Результат сравнения в виде количества единичных уровней с выхода блока 10 компараторов поступает на вход дешифратора 11, где преобразуется в прямой и поразрядно инверсный двухразрядные коды, поступающие на входы преобразователей 12 - 15 код-напряжение для масштабирующего преобразования в код опорного напряжения Б во второй и третьей ступенях преобразования (фиг. 1),Во второй ступени преобразования, содержащей блоки 12 и 13, а также делитель 2 напряжения, блок 31 компараторов и дешифратор 32, вырабатывается прямой и поразрядно инверсный двухразрядный код, используемый для формирования семи градаций опорного . сигнала в третьей ступени преобразования, которая включает блоки 14 и 15, а также преобразователи,16 и 17 код-напряжение, делитель 3 напряжения, блок 30 компараторов и дешифратор 33. С выхода дешифратора 11 первый(старший) и второй разряды кода пос"тупают на входы регистра 40, с выхода дешифратора 32 третий и четвертый разряды кода поступают на входы регистра 40, три младших разряда кода, формируемых дешифратором 33 порезультату сравнения в блоке 30 входного сигнала с семью градациями,полученными из Б , а также поступают на входы регистра 40. Запись в регистр происходит в момент точногосовпадения напряжения Ц с напряже6207 Ф о р м у л а з 125нием, сформированным из Б , соответствующим одной из двух границ зонынечувствительности, что обеспечивается использованием дифференциальныхусилителей 34 и 35, балансировкой36 и 37 которых устанавливается величина этой зоны. Таким образом устраняется вероятность возникновенияложных кодов, связанная с наличиемпомех и внутренних шумов. Пороговые Оуровни для работы регистра 40 формируют элементы 38 и 39,Повышенное быстродействие преобразователя связано с возможностьюиспользования структуры, не содержащей суммирующих усилителей междублоками 12 и 13, 13 и 2, 14 и 15,15 и 16, 16 и 17, 17 и 3. Построенияделителей 1 - 3 напряжения и преобразователей 12 - 17 код-напряжение 30с использованием коммутируемых конденсаторов (фиг. 2 и 3) позволяютповысить долговременную стабильностьпреобразователя.Делители 1 - 3 напряжения (фиг.2) 25содержат последовательно соединенные ячейки 5,5, напряжение навыходах которых формируется за счетзаряда конденсаторов б би врезультате коммутаций полевых тран. зисторов 7, . 7, и 8,8 и перезаряда конденсаторов 9,9,управляемых противофазными последовательностями импульсов с выходадвухфазного генератора 4,Использование коммутируемых конденсаторов обеспечивает большую точность соотношения выходных напряжений делителей напряжения, а также вы 40 сокую временную стабильность точностных характеристик преобразователя в целом. изобретения45 1. Преобразователь напряжение код, содержащий источник опорного йапряжения, выход которого подключен к первому входу первого делителя напряжения, второй вход которого под 50 ключен к шине нулевого потенциала, а выходы подключены к группе входов первого блока компараторов, к входу которого подключен вход преобразователя напряжение - код, выходы первого блока компараторов подключены к входам первого дешифратора, первый и второй выходы которого подключены к цифровым входам первого преобразователя код - напряжение, второй делитель напряжения, выходы которого подключены к группе входов второго блокакомпараторов, выходы которого подключены к входам второго дешифратора,первый и второй выходы которого подключены к цифровым входам второгопреобраз ов ателя код - напряжение, третретий дел.лтель напряжения, выходыкоторого подключены к группе входовтретьего блока компараторов, к первому входу которого подключен вход преобразователя напряжение - код, выходы третьего блока компараторов подключены к входам третьего дешифратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения его быстродействия, в него введены третий,четвертый, пятый и шестой преобразователи код - напряжение, первый и второйдифференциальные усилители, первый ивторой пороговые элементы и регистр,причем первый и второй выходы первого дешифратора подключены к цифровым входам третьего преобразователякод - напряжение, третий и четвертыйвыходы первого дешифратора подключены к цифровым входам четвертого и пятого преобразователей код - напряжение, выходы первого преобразователякод - напряжение подключены к аналоговым входам четвертого преобразователя код - напряжение, выходы которого подключены к входам второго делителя напряжения, источник опорногонапряжения подключен к первым аналоговым входам первого и третьего преобразователей код - напряжение, третий и четвертый выходы второго дешифратора подключены к цифровым входам шестого преобразователя код - напряжение, первый выход которого подключен к первому входу третьего делителя напряжения, а второй выходк второму входу третьего делителя напряжения, второму входу третьего блока компараторов, прямому входу первого дифференциального усилителя и инверсному входу второго дифференциального усилителя, выходы третьегопреобразователя код - напряжение подключены к аналоговым входам пятого.ходы которого подключены к аналоговымвходам второго преобразователя код -напряжение, выходы которого подключены к аналоговым входам шестого преобразователя код - напряжение, вход3 1 гб преобразователя напряжение - код подключен к входу второго блока компараторов, инверсному входу первого дифференциального усилителя и прямому входу второго дифференциального усилителя, вторые аналоговые входы первого и третьего преобразователей код-напряжение подключены к шине нулевого потенциала, выход первого дифференциального усилителя через первый пороговый элемент подключен к входу записи регистра, выход второго дифференциального усилителя через второй пороговый элемент подключен к входу записи регистра, первый и третий выходы первого дешифратора подключены соответственно к первому и второму входам регистра, первый и третий выходы второго дешифратора подключены соответственно к третьему и четвертому входам регистра, выходы третьего дешифратора подключены к пятому, шестому и седьмому входам регистра, выходы которого являются выходами преобразователя напряжение - код. 252, Преобразователь по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения временной стабильности точностных характеристик, делитель напряжения содержит двухфазный генератор и последовательно соединенные ячейки каждая ячейка содержит два конденсатора и два полевых транзистора, сток первого полевого транзистора является входом ячейки и подключен к первому выводу первого конденсатора,35 второй вывод которого является выходом ячейки и подключен к истоку второго полевого транзистора, сток которого подключен к истоку первого полевого4 О транзистора и первому выводу второго конденсатора, второй вывод которого подключен к первому выводу второго конденсатора следующей ячейки, вход 207 Ьпервой ячейки является первым входомделителя напряжения, выходы всех последующих, кроме последней, ячеек являются выходами делителя напряжения,вторым входом которого является выходпоследней ячейки, затворы первых полевых транзисторов всех ячеек подключены к первому выходу двухфазного генератора, к второму выводу которогоподключены затворы вторых полевыхтранзисторов всех ячеек. 3. Преобразователь по п,1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения временной стабильности точностных характеристик, каждый из .преобразователей код-напряжение содержит делитель напряжения и четыре полевых транзистора, первый вход делителя напряжения является первым аналоговым входом преобразователя код - напряжение и подключен к стоку первого полевого транзистора, исток которого подключен к первому выходу преобразователя код - напряжение и истоку второго полевого транзистора, сток которого подключен к стоку третьего полевого транзистора и выходу делителя напряжения, второй вход делителя напряжения является вторым аналоговым входом преобразователя код - напряжение и подключен к стоку четвертого полевого транзистора, исток которого подключен к второму выходу преобразователя код - напряжение и истоку третьего полевого транзистора, затвор которого подключен к затвору первого полевого транзистора и является первым цифровым входом преобразователя код - напряжение, затвор второго полевого транзистора является вторым цифровым входом преобразователя коднапряжение и подключен к затвору четвертого полевого транзистора,г.Р Подолянук Корректор М. Демч Составитель Техред А.Кра Тираа 816Государственного комителам изобретений и откросква, Ж, Раушская аказ 4836 5 по 3035, изводственно-полиг жго едактор И. Шулл еское предприят Подписнта СССРтийаб., д. 4/5 л. Проектная, 4