Адаптивный аналого-цифровой преобразователь

ОП КСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 22,05.72 (21) 1786580/26-21 51) 31 с 13/ присоединением 3) Приоритет -вкиасударстаенный хамитеСовета Министров СССРоо делам изооретенийи открытий 53) УДК 681,32(43) Опубликовано (45) Дата опублик ллетеньния описания 24.02,7) АДАПТИВНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 20 Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано в устройстваавтоматики и . вычислительной техники. Известен адаптивныи аналого-цифровой преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь считывания, счетчик-регистр, дифференциальный усилитель, переключатель, компаратор коррекции, преобразователь код-напряжение, триггер знака младших разрядов, вентиль, вентильную сборку, резистор и генератор импульсов, причем входная клемма преобразователя через резистор соединена со входом дифференциального усилителя, первый выход которого через вентиль, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов и первым входом переключателя, и через триггер знака младших разрядов подключен к шине реверса счетчика-регистра, а второй выход дифференциального усилителя соединен с вторым входом переключателя, третий вход которого подключен ко второму. выходу гбнераа тактовых импульсов, четвертый входходной клемме преобразователя, а вы-ход соединен со входом компаратора коррекции и через аналого-цифровой преобразователь считывания, вентильную сборку, второй вход которой соединен со вторым выходом генератора тактовых импульсов, а также через счетчик-регистр и цифроаналоговый преобразователь со входом дифференциального усилителя.Для повышения точности и быстродействия предлагается устройство, в которое введен блок автоматического изменения динамического диапазона точного отсчета, причем его входы соедичены со входом дифференциального усилителя, с выходом аналого-цифрового преобразователя считывания и выходом компаратора коррекции, а выход - с дополнительным входом счетчика-регистра.Блок автоматического изменения динамического диапазона точного отсчета может быть выполнен в виде адаптивного блока и системы, состоящей из одинаковых каналов, каждый из которых содержит масштабный усилитель, дополвйтельный компаратор коррекции и аналого-цифровойпреобразователь с параллельным кодированием, причем вход масштабного усилители соединен со входом дифференцйальйогр .усилители, а выход через дополнительныйкомпаратор коррекции и аналого-цифровой 5преобразователь с параллельным кодировацием соединен со входом адаптивного блока.Для обеспечения взаимосвязи каналовблок адаптации собран из двух вентильных "сборок, шифратора, собирательной схемы исборки схем совпадения, причем первыевходы каждой вентильной сборки ."соединеныс выходами аналого цифрового преобразова-теля с параллельным кодированием, а вторые - с выходом дополнительного компаратора коррекции, выходы вентильных сбороксоединены со входами собирательной схемы,выходы дополнительных компараторов коррекции соединены с первыми входами сборки схем совпадения и входами шифратора,а вторые входы сборки схем совпаденияподключены,к выходу генератора тактовыхимпульсов.На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока автоматического изменения диапазона точного отсчета; на фиг. 3 -структурная схема адаптивного блока.Адаптивный аналого-цифровой преобразователь считывания содержит аналого-цифро ЗО вой преобразователь 1 считывания, счетчик-регистр 2, дифференциальный усилитель3, переключатель 4, компаратор коррекции5, преобразователь 6 код-напряжение (цифро-аналоговый преобразователь), триггер 7знака младших разрядов, вентиль 8, вентильную сборку 9, резистор 10 и генератор 11импульс ов.Входная клемма 12 через резистор 10 соединена со входом дифференциального уси. лителя 3, первый выход которого через вентиль 8 и триггер 7 младших разрядов подключен к шине 13 реверса счетчика-ре- гистра 2. Второй вход вентиля соединен с первым выходом генератора 11 импульсов и первым входом переключателя 4, 4Второй выход дифференциального усили-теля 3 соединен с вторым входом переключателя 4, третий вход которого подключенко второму выходу генератора 11 тактовыхимпульсов, четвертый вход - к входной 60клемме 12, преобразователя 6.Выход переключателя 4 соединен совходом компаратора коррекции 5 и черезанало о-цифровой преобразователь 1 считывания, вентильную сборку 9, второй вход 55которой соединен со вторым выходом генератора 11 тактовых импульсов, а такжечерез счетчик-регистор 2 и цифра-аналого.вый преобразователь 6 со входом дифференциального усилителя 3. 60 4Входы блока 14 автоматического изме-нения динамического диапазона гочного отсчета соединены со входом дифференциального усилителя 3, выходом аналого-цифрового преобразователя 1 считывания и выходом компаратора коррекции 5, а выходс дополнительным входом счетчика-регистра 2,Блок 14 автоматического изменения,динамического диапазона точного отсчетавыполнен в вйде адаптивного блока и системы, состоящей из одинаковых каналов,каждый из которых содержит масштабныйусилитель (усилители 15=1-15= М, где1 П - число каналов), дополнительный компаратор коррекции (компараторы 16=1-16=Щ)и аналого цифровой преобразователь (преобразователи 17=1-17= Я ).Вход каждого масштабного усилителясоединен с соответствующим входом дифференциального усилителя 3.Выход каждого масштабного усилителя,через соответствуюший дополнительныикомпаратор коррекции и соответствующийаналого-цифровой преобразователь с параллельным кодированием соединен с соответствуюшим входом адаптивного блока 18.Адаптивный блок 18 содержит две вентильные сборки 19 и 20, шифратор 21, собирательную схему 22 и сборку 23 схемсовпадения.Первые входы вентильных сборок 19и 20 соединены с выходами соответствующих аналого-цифровых преобразователей17=1-17= Щ с параллельным кодированием.Вторые входы вентильных сборок 19 и20 соединены со входами соответствующих дополнительных компараторов 16=116= 1 ТВыходы вентильных сборок 19 и 20 со.единены с соответствуюшими входами собирательной схемы 22,Выходы компараторов 16=1-16= Я соединены с первыми входами сборки 23схем совпадения и входами шифратора 21.Вторые входы сборки 23 схем совпадения подключены к выходу генератора так-,товых импульсов 11.Адаптивный аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.В первом такте определяется код старших разрядов.В этот период времени с помощью генератора 11 тактовых импульсов переклю-.чатель 4 устанавливается в положение,при котором с его выхода снимается полное значение входного сигнала, котороепостуйает на вход аналого-цифрового преобразователя 1. Входной сигнал поступает,на вход компаратора коррекции 5, которыйне участвует в данной операции, В результате в момент окончания первого такта кодирования на выходе преобразователя 1 будет зафиксирована величина, соответствую,щая коду старших разрядов.Во втором такте определяется код младших разрядов с учетом знака, корректируется код старших разрядов и формируетсякод сдвига.В этот момент код старших разрядовчерез вентильную сборку 9 заносится всчетчик-регистр 2, а переключатель 4 устанавливается в обратное положение. Знакопределяется триггером 7 знака, которыйчерез вентиль 8 соединен с биполярнымвыходом усилителя 3. Когда сигнал рассогласования равен нулю или больше его,код знака равен нулю. В противном случаекод знака равен единице,формирование кодов старших и младшихразрядов и величины коррекции кода старших разрядов проводится блоком 14, который управляется сигналом рассогласования,Если величина сигнала рассогласованиябольше нуля и меньше физического значения кванта грубого отсчета, то код младших разрядов будет отрабатываться преобразователем 1, на вход которого с униполярного выхода усилителя 3 будет поданонапряжение. В дальнейшем код младшихразрядов подается на в,":од блока 14 и через открытые вентили вентильной сборки20, собирательную схему 22 на выход преобразователя.Когда сигнал рассогласования достигает физического значения кванта грубого отсчета, сработает компаратор 5 и с выхода сборки 23 схем совпадения на первыйсчетный вход счетчика-регистра 2 поступает импульс, который в зависимости отвеличины сигнала знака изменит содержимое счетчика-регистра 2 наодин младшийразряд. Выходы преобразователя 1 будут.заперты вентильной сборкой 20.Когда величина сигнала рассогласова 1ния больше физического значения квантагрубого отсчета, но меньше удвоенйогозначения его, в отработке кода младшихразрядов будет участвовать только преобразователь 17=1 первого информационногоканала.Когда величина сигнала рассогласования равна удвоенному физическому значению кванта грубого отсчета, срабатываеткомпаратор 16=1 первого информационномго канала.В предельном случае в отработке кодамладших разрядов будет участвовать преобразователь 17= В, включенный в Щ -йканал, а в формировании величины коррек 1ции кода старших разрядов компаратор 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 616=/171-Ц, вкддчендыцв тракт /Я/ ка-нала.Стыковка кодов старших и младших раз,рядов определяется кодом сдвига, который формируется шифратором 21, на вход его поступает сигнал от компаратаров 1 6=1-1 6=/И,Блок 14 может автоматически перестраивать свою структуру (адаптироваться) к скорости изменения входного сигнала, обеспечивая минимальную величинудинамической ошибки,формула изобретения 1, Лдаптивный аналого-цифровой преоб разователь, содержаший аналого-цифровой преобразователь считывания, счетчик-регистр, дифференциальный усилитель, переключатель, компаратор коррекции, преобразователь код-напряжение, триггер знака младших разрядов, вентиль, вентильную сборку, резистор и генератор тактовых импульсов, причем входная клемма преобразователя считывания через резистор соединена со входом дифференциального усилителя, первый выход которого через вентиль и триггер 7 знака младших разрядов подключен к шине реверса счетчика-регистра, второй вход вентиля соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов и первым входом переключателя, а второй выход дифференциального усилителя соединен с вторым входом переключателя, третий вход которого подключен ко второму выходу генератора тактовых импульсов, четвертый вход - к входной клемме преобразователя, а выход соединен со входом компаратора коррекции и через аналого-цифровой преобразователь считывания, вентильную сборку, второй вход которой соединен со вторым выходом генератора тактовых и,шульсов, а также через счетчик-регистр и преобразователь код-напряжение со входом дифференциального усилителя, о т л и ч аю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введен блок автоматического изменения динамического диапазона точного отсчета, причем его входы соединены со входом дифференциального усилителя, с выходом айа- лого-цифрового преобразователя считывания и выходом компаратора коррекции, а выход - с дополнительным входом счетчика-регистра.2. Преобразователь по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок автоматического изменения динамического диапазона точного отсчета выполнен в виде адаптивного блока и системы, состояшей иэодинаковых каналов, каждыи из которыхсодержит масштабный усилитель, дополнительный компаратор коррекции и аналогоцифровой преобразователь с параллельнымкодированием, причем вход масштабногоусилителя соединен со входом дифференциального усилителя, а выход через дополнительный компаратор коррекции и аналого-цифровой преобразователь с параллельным кодированием соединен со входомадаптивного блока. 3. Преобразователь по и. 2, о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью обес-. печения вз.1 имссвяэи каналов, блок адап тации содержит две вентильные сборки,шифратор, собирательную схему и сборкусхем совпадения, причем первые входыкаждой вентильной сборки соединены свыходами, аналого-цифрового преобразователя с параллельным кодированием, а вторые - с выходом дополнительного компаратора коррекции, выходы вентильных сборок соединены со входами собирательной 10 схемы, выходы дополнительных компараторов коррекции соединены с первыми входами сборки схем совпадения и входамишифратора, а вторые входы сборки схемсовпадения подключены к выходу генера тора тактовых импульсов.