Аналого-цифровой преобразователь

4 А ЯО 10 НОЗ / К 13 ТЕНИН ОПИСА ввй .Ю ОО р)судрещещМВ йомиа сс( ильа нкпеаиаъэы ИЕ ИЗОБР СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1Авторское свидетельство СССР Р 22 б 975, кл. Н 03 К 13/03; 19682. Авторское свидетельство СССР 967709.7, кл Н. ОЗ .К 13/ОЗ, 06.05,77, (54)(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, состоявший иэ:двух ступеней, каждая из которых содержит компараторы .и источник: эталонных напряжений, выходы последйик подключены к первым входам компараторов соответствующей ступени, вторые входы комйараторов первой ступени подключены к входной аыне, а выходы соединены с входами блока формирования выходного кода, о т л и ч а ю щ и й,с .я тем, что с целью повышения точности и расширенйя 4 ункциональных возможностей,. во вторую ступень введены до-. . полнительные компараторы, ключи, блок управления ключами, блок управ" ления и блок совпадения, выходы которого подключены к входам блокаформирования выходного кода, входуправления соединен с входом блокаформирования выходного крда, а че"рез блок управления с выходами. вторых и (и - 1)- х основных и допблйительных компараторов второй ступени, информационные входы подключены к выходам основных"а дополнительных компараторов второй ступени,при этом первые входы основных компараторов подключены к вторым. входамдополнительных компараторов второйступени, вторйе входы основных компараторов второй ступени подключенык выходам нечетных ключей, а вторыевходы дополнительных компараторовподключены к выходам четных ключей,аналоговые входы ключей соединены ссоответствующими выходами источника.эталонных напряжений первой ступени.,управляющие входы ключей череэ блокуправления ключами подключены квыходам компараторов первой ступени,причем вход источника эталонных напряжений второй ступени соединен свходной шиной.1018234 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информациойно-измерительных системах.Известен асинхронный аналого-цифровой преобразователь с поразряднымраспространением сигнала, состоящийиэ ряда идентичных ступеней числокоторых равно числу двоичных разрядов в выходном коде преобразователя,каждая ступень содержит компаратор,подключенный одним из входов кэходной шине преобразователя, а дру".гим - и выходу цифро-аналогового преобразователя данкой ступени, выходыкомпараторов соединены с управляющими входами цифро-аналоговых преобразователей последующих ступеней преобразователя 1 ).Недостатком этого устройства является большое время преобразования, определяемое временем, затрачи:ваемым на последовательное уравнове- .шивание входного сигнала всеми ступенями преобразователя,Наиболее близким к предлагаемому 25оо технической сущности является ана"лого"цифровой преобразователь считывания, состоящий из ряда ступеней,каждая .из которых содержит компараторь, количество компараторов в линейке определяется выбранной системой счисления и числом разрядоввыходного кода, формируемых по сос- .тояниям компараторов данной ступени,один из входов каждого компаратора З 5соединен с входной шиной преобразователя, а другой - с соответствующими выходами источника эталонныхнапряжений данной ступени,включенного между выходами двух цифроаналоговых преобразователей, управляемыхвыходными сигналами компараторовпредшествукцих ступеней, выходы ком,параторов подключены также к входамкедового регистра, последовательно 45соединенного с блоком накопления иотображения данных. Сокращение времеии преобразования в этом устройстве. достигается за счет использования нескольких компараторов в каждойступени 23, 50 Недостатками известного преобразователя явйяются низкая точность преобразевания обусловленная наличием в характеристиках реальных ком-. параторов зоны неопределенности, внутри ко.орой компараторы с некоторой вероятностью могут находиться как в единичном, так и в нулевом состояниях и невозможность использова- б 0 ния преобразователя в следящем режимеЦелью изобретения является повышение точности преобраэования и рас-, ширение Функциональньх воэможностей. 65 Поставленная цель достигаетсятем, что в аналого-циФровой преобразователь, состоящий из двух ступеней, каждая из которых содержит компараторы и источник эталонных напряженийвыходы последних подключены к первым входам компараторов соответствующей .ступени, вторые входы компараторов первой ступени подключены к входной шине, а выходы соединены с входами блока формирования выход- кого кода, во вторую ступень введены дополнительные компараторы, ключи, блок управления ключами, блок управления и блок совпадения, выходы которого подключены к входам блока Формирования выходного кода, вход управления соединен с входом блока формирования выходного кода, а через блок управления " с выходами вторых и (п - 1) - х основных и дополнительных компараторов второй ступени, информационные входы подключены к выходам основных и дополнительных компараторов второй ступени, при этом первые входы основных компараторов соответственно подключены к вторым входам дополнительных компаратороввторой ступени, вторые входы основных компараторов второй ступени подключены к выходам нечетных ключей, а вторые входы дополнительных компара". торов подключены к выходам четных ключей, аналоговые входы ключей соединены с соответствующими выходами источника эталонных напряжений первой ступени, управляющие входы клю чей через блок управления ключамиподключены к выходам компараторовпервой ступени, .причем вход источника эталонных напряжений второй ступени соединен с входной шиной. На Фиг. 1 представлена Функциональная схема предлагаемого аналогоциФрового преобразователя; на фиг.2- функциональная схема управления ключами; на. Фиг, 3 - функциональная схема блока управления и блока совпадения; на Фиг. 4 - диаграмма эталонных напряжений, Формируемых в процессе работы преобразователя. Аналого-цифровой преобразователь (фиг. 1) содержит компараторы 1 и источник 2 эталонных напряжений первой ступени, основные компараторы 3, дополнительные компараторы 4, источник 5 эталонных напряжений второй ступени, ключи б, блок 7 .управления ключами, блок 8 совпадения, блок 9 управления.Устройство работает следующим образом.При подаче входного сигнала на входную шину 11 компараторы первойступени изменяют свое состояние в соответствии с выражением:41, при х(1), ъ х э1 о,прихИ) ( х 3 где а выход )-го .компаратора.Одйовременно. эталонные напряжения на вторых входах компараторов второй ступени образуют равномерную шкалу, середина которой совпадает с входным сигналом. По состояниям компараторов первой ступени блок 7 10 управления ключами с помощью ключейб подключагт к первым входам основных и дополнительных компараторов второй ступени два соседних эталонных напряжения шкалы первой ступе- (5 ни, ограничивающих участок диапазона, внутри которого находится .входной сигнал, При этом к первым входам основных компараторов второй ступени подключается эталонное напряжение, равное минимальному входному сигна,лу х если 6, = 1, или эталонное напряжение, равное максимальному входному сигналу х , если а=1, во всех остальных случаях, когда 25 входной сигнал попадает между двумя соседними эталонными напряжениями нечетных компараторов первой ступеЬ 2 хи 2 х+ = 1 ф х е С 1213 ) к первйм входам основных компарато. - 3 ров второй ступени подключается эталонное напряжение х . Аналогично2 Кк первым входам дополнительных компараторов второй ступени подключается эталонное напряжение хпри 35 а 2 1 ф ил хэт ф прн 6 ф 2= 1 или2 к пРи О 2 хЮ 2 к =. Блок 9 управления элементами совпадения производит выбор линейки компаратороэ второй ступени у по сос 4 О тояниям компараторов которой формируются младшие разряды выходного кода. Формирование младших разрядов производится по состояниям основных компараторов, если эталонное напряжение поданное на первые входы ком параторов этой линейки оказывается между напряжениями,поданными на вторые входы второго и (2"э -1)-гоМ2 2-1 компараторов этой линейки щ щ 2о о В остальных случаях в формировании выходного кода участвует линейка дополнительных компараторов, Для устранения неопределенности в выборе компараторов в случае попадания вход" ного сигнала в зону неопределеннос-. тиф одного иэ компараторов первой ступени блок 9 управления элементами совпадения выполняется в виде двух трехвходовых элементов И с двумя запрещающими входами .(фиг. 3). Выходные данные преобразователя представляются в коде Грея. Формирование старших разрядов выходного кода блоком 10 производится непосредственно по состояниям компараторов пер" вой ступени,. а формирование младших разрядов выходного кода производится по состояниям линейки компараторов второй ступени, подключенных в данный момент к входам блока 10 в соответствии с сигналом блока 9,После получения выходного кода преобразователь автоматически переводится в следящий режим работы. При этом в каждый момент времени непосредственное участие в процессе преобразования принимает лишь одна иэ двух линеек (основная или дополнительная) компараторов второй ступени. Вторая в это же время следит эа изменением входного сигнала путем подключения соответствующих эталонных напряжений к первым входам компараторов этой линейки.Таким образом, в предложенном преобразователе исключаются ошибки при считывании информации и обеспечивается воэможность преобразования в следящем режиме.-8)- га ключу рл клююа1018234 ЮРХоЬфуфт1 4 7 уЙ Составитель Л. БеляеваТехред Ж.Кастелевич Корректор Е. Рощко Редактор А. Химчу Заказ 35 бО лиал ППП Патент г. Ужгород, ул, Проектная,ТиРаж ВНИИПИ Госуда по делам и 3035, Москва, Ж936 Подписноерственного комитета СССРзобретений и открытий