Аналого-цифровой преобразователь

, ран ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 359/24-243.881.89. Бюл. МБохонко) ДаМаюк и В,И.Матв325 (088.8)(53) 681 ре п и ра.а мь ое свидетельство СССРл. Н 03 М 1/48, 1984свидетельство СССРН 03 М 1/48, 1978. 6) Авторск 1350831, к Авторское 949805, кл(57) Изобретенизмерительнойке и может испмационной-изм ОИ ПРЕОБРАЗОВА ие относится к электрои вычислительной техниользоваться в инфористемах,ительн блок ЯДод -нап-. фф вый эаения,( оминающий блок реобразователь4, блок 5 упра ок 7 умножения анало 3 сра ряжен регис ния. пения,и вычит 6 Блок жит ген9 последо вый инвер льных приближе 10, генератор 11 )Ь триггер орой триг 16 лийии в запуска, ой инвертор первую 15 ипервый 17четвертый 2 ИЛИ-НЕ и трет рвый3, вторуювтор импуль 12, вт гер 14 и 18, )й 21ртор 2 эадержтий 19менты вычитания ни разователатель 1,Аналого-цифровои пре иг.1) содержит переклюин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬЗТИЯПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Изобретение относится к электро - измерительной и вычислительной технике и может использоваться в информационно-измерительных системах, системах передачи информации и т,п.Цель изобретения - повьппение быстродействия при сохранении высокой точности преобразованияНа фиг.1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг,2 функциональная схема блока управления; на фиг.3 - временные диаграммы работы блока управления; на фиг.4 - функциональная схема блока умножесистемах передачи информации и д С целью повышения быстродействия р сохранении высокой точности преоб зования в устройство введен блок ножения и вычитания, первая групп информационных входов которого под. ключена к группе информационных выходов регистра, а вторая группа информационных входов - к группе информационных входов преобразователя код-напряжение и группе информационных выходов блока управления. Четвертый выход блока управления является шиной сигнала готовности данных, а группа информационных выходов блока умножений и вычитания - выходной . шиной данных преобразователя. 2 э.п, ф-лы, 4 ил . управления (фиг.2). содертор 8 тактовых импульсов,(фиг.4 содержит группу инверторов 23 и сумматор 24,Преобразователь работает следующим образом.В начале цикла преобразования по команде блока 5 управления в аналоговом запоминающем блоке 2 производится запоминание напряжения О мгновенное значение входного сигнала; 15 - напряжение смещения блока 2; - коэффициент передачи блока 2;- погрешность коэффициентапередачи блока 220 К=1, то Результат запоминания поступает 25 на первый вход блока 2 сравнения, где сравнивается с выходным напряжением Уэ ПКН 4, поступающим на второйэтвход блока 3 сравнения, в процессе поразрядного уравновешивания. После, завершения процесса поразрядного уравновешивания код И с регистра блока 5 управления переписывается в регистр 6, в котором до конца цикла преобразования сохраняется код ИI Одновременно входной переключатель 1 подключает к входу блока 2 выходное напряжение эт ПКН 4, эквивалентное коду Б и равное (без учета погрешности ПКН) 40 где Юс - напряжение смещения блока сравнения. 45 По команде блока 5 управления производится запоминание выходного напржкения ПКН 4 в аналоговом запоми - нающем блоке 2, на выходе которого устанавливается напряжение Н= (.эт + йЗд)(1+ЯК) = или+ 2 ад + 2 аК .к + 11 сНа втором этапе цикла кодирования осуществляется процесс поразрядного уравновешивания выходного напряженияблока, в результате которого на выходе регистра блока 5 управленияФустанавливается код 11 . Его эквивалентное значение равно У=У +И =1 к +2 ЬУд+ В блоке 7 умножения и вычитания осуществляется умножение на два выходного кода И регистра 6 и вычитание выходного кода И регистра блока 5 управления. На выходе данных блока 7 умножения и вычитания устанав -ливается код И = 2 Б - Ч, эквива" лентное значение эь= 2 Път - Оэив = к Блок 5 управления работает следующим образом (фиг,З),С выхода генератора 8 тактовыхимпульсов на вход регистра 9 постоянно поступают тактовые импульсы. Регистр 9 находится в режиме ожиданиядо поступления от генератора 11 импульса запуска положительной полярности. При поступлении импульса запуска по его переднему фронту на прямыхвыходах первого 12 и второго 4 триггеров вырабатываются напряжения уров -нем лог."1". Сигнал чровнем лог,"1"с прямого выхода первого триггера,являющегося первым выходом блока 5управления, поступает на вход входного переключателя 1 устройства(фиг.2), который подключает к входублока 2 напряжение 1 к. Сигнал уров -нем лог. "1" с выхода второго триггера 14 поступает на первый входтретьего элемента ИЛИ-НЕ 19,на выходе которого и на выходе блока 5 .управления вырабатывается напояжениеуровнем лог,"О", информирующем потребителя о начале нового цикла преобразования, Одновременно импульс запуска через элемент ИЛИ-НЕ 20 и инвертор 22 поступает на выход блока 5управления и на второй вход блока 2устройства для записи мгновенного "значения в блок.Кроме того, импульсы запуска через пятый элемент ИЛИ-НЕ 21 уровнемлог, "О" поступает на вход началь -78 6регистра 6 устройства для записи выходного кода В регистра 9 блока уп/равления в регистр б устройства. Кроме того, импульс с выхода элемента ИПИ-НЕ 17 поступает на первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ 1 8 и через второй инвертор 13 и вторую линию 1 б задержки на второй вход элемента ИЛИНЕ 18, Этим обеспечивается формированием на выходе второго элемента ИЛИ-НЕ 18 импульса положительной полярности, начало которого совпадает с окончанием импульса на вьмоде элемейга 17. Сформированный импульс через пятый элемент ИПИ-НЕ 21 уровнем лог. "О" поступает на вход начальной установки регистра 9. Регистр 9 повторно устанавливается в исходное состояние с поступлением положительного фронта очередного тактового импульса при уровне лог. "О" на его входе начальной установки. После окончания импульса на этом входе регистра устанавливается уровень лог. "1" и с приходом положительного фронта следующего тактового импульса начинается второй этап преобразования, Одновременно по положительному перепаду импульса на выходе второй линии 16 задержки опрокидывается второй триггер 14, на прямом выходе которого устанавливается уровень лог. "9".После .окончания второго этапа преобразования на выходах ЯЦо регистра 9 формируется код Я" , а на выходе СС регистра 9 и соответственно на втором входе третьего элемента ИЛИ-НЕ 19 устанавливается уровень лог. "О". При совпадении уровней лог. "О" на обоих входах третьего элемента ИПИ-НЕ 19 на вьмоде последнего и на выходе блока 5 управления устанавливается уровень лог. "1", указывающий потребителю наличие достоверных данных на выходе данных устройства. 5 15241ной установки регистра 9, которыйпри совпадении уровня лог. "О" на выходе начальной установки и положительного перепада напряжения очередноготактового импульса на входе такто 5вьм импульсов устанавливается я исходное состояние: выход Я - уровеньлог О р выходы Ц,у 1 1 Я у С(фуровень лог, "1". По окончании им Опульса заканчивается запись напряжения 1 в блок 2, а на входе начальной установки регистра 9 устанавливается уровень лог. "1" и при совпадении с положительным фронтом очередного тактового импульса начинается первый этап преобразования,заключающийся в поразрядном уравновешивании выходного напряженияблока 2 выходным напряжением Бг ПКН 4устройства, и на выходах ЯяьЙогде п - старший разряд, формируетсякод М в зависимости от поступающихс выхода блока 3 сравнения устройства сигналов на вход блока 5 управления и соответственно на информационный вход регистра 9.После окончания первого этапа преобразования на вьмоде СС регистра 9формируется перепад напряжения от 30уровня лог. до уровня лог. "О",который через первый инвертор 10 поступает на счетный вход С первоготриггера 12, вследствие чего на прямом выходе последнего устанавливается уровень лог. "О". Этот сигналпоступает на выход блока 5 управления и соответственно иа вход входного переключателя 1 устройства, который подключает вьмод ПКН 4 к входу 40блока, Уровень лог. "О" с прямоговыхода триггера 12 поступает на первый вход первого элемента ИЛИ-НЕ 7,на второй вход которого поступаетзадержанный первой линией 15 задержки 45сигнал с инверсного выхода триггера12. При совпадении уровней лог."О" наобоих входах элемента ИЛИ-НЕ 17 наего выходе формируется импульс уровнем лог, 1 , который через четвертый 50элемент ИЛИ-НЕ 20 и третий инвертор22 поступает на выход блока 5 управления и соответственно на второйвход блока 2 для записи напряженияУ ,поступающего с выхода ПКН 4, 55Одновременно импульс напряжения с выхода первого элемента ИЛИ-НЕ 17 поступает на выход блока 5 управленияи соответственно на управляющий вход Блок 7 умножения и вычитания обеспечивает автоматическое умножение на два кода И , поступающего на первую группу информационных входов,Ии вычитание кода И,поступающего на вторую группу информационных вхо-: дов. Умножение на два кода И обеспечивается сдвигом кода И на единицу вправо (в сторону старших разрядов) Для осуществления операции вычитания кодов 2 И и И ца сумматоре 24 не/обходимо преобразовать кодв дополнительный код. Преобразование кода Бв дополнительный код в блоке 7 умножения и вычитания осуществляется следующим образом. Код Б предварительно инверй 5 тируется группой инверторов 23 и к)(полученному результату Б добавляет" ся единица младшего разряда путем постоянного подключения к входу переноса Р сумматора 24 уровня лог, 1 Формула изобретения 1,. Аналого-цифровой преобразов атель, содержащий входной переключатель, первый информационный вход которого является входной шиной, второй информационный вход соединен свыходом преобразователя код-напряжение, управляющий вход - с первым выходом блока управления, а выход соединен с информационным входом аналогового запоминающего блока, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выходсоединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу преобразователя коднапряжение, а выход соединен с входом блока управления, регистр, группа информационных входов которогосоединена с группой информационныхвыходов блока управления, третий выход которого соединен с управляющимвходом регистра, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что, с целью повышениябыстродействия при сохранении высокой точности преобразования, в неговведен блок умножения и вычитания,первая группа информационных входов 40которого подключена к группе информационных выходов регистра, втораягруппа информационных входов объединена с соответствующими входамипреобразователя код-напряжение и подключена к группе информационных выходов блока управления, четвертый выход которого является шиной сигналаготовности данных, а группа информационных выходов блока умножения и вычитания является выходной шиной,2. Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что блокуправления выполнен на генераторетактовых импульсов, регистре после"55довательного приближения, генератореимпульсов запуска, трех инверторах,двух триггерах, двух линиях задержки,пяти элементах ИЛИ-НЕ, первый входпервого иэ которых является первымвыходом блока и подключен к прямомувыходу первого триггера, инверсныйвыход которого через первую линиюзадержки соединен с вторым входомпервого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ,являются третьим выходом блока и через первый инвертор и вторую линиюзадержки подключен к второму входувторого элемента ИЛИ-НЕ и к С-входувторого триггера, Э-вход которогоявляется общей шиной, Ь-вход объединен с входом первого триггера, вто=рым входом третьего и первым входомчетвертого элементов ИЛИ-НЕ и подключен к выходу генератора импульсов запуска, а выход второго триггера соединен с первым вхбдом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого являетсячетвертым выходом блока, а второйвход объединен с входом второго ин 1вертора и подключен к выходу концацикла работы регистра последовательного приближения, информационныйвход которого является входом блока,вход тактовых импульсов соединен свыходом генератора тактовых импуль-фсов, вход начальной установки -с выходом четвертого элементаИЛИ-НЕ, а выходы данных являются группой информационных вы 1ходов блока при этом выход второгоинвертора соединен с С-входом первого триггера,Э-вход которого являетсяобщей шиной, а выход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом третьегоинвертора, выход которого являетсявторым выходом блока, а выход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ-НЕ. 3. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок умножения и вычитания выполнен иа группе инверторов и сумматоре, первые входы которого являются первой группой информационных входов блока, вторые входы соединены с выходами соответствующих инверторов группы, входы которых являются второй группой информационных входов блока, а выходы сумматора являются группой информационных выходов блока.524178 едактор О.Голо Заказ 7054/56 Тираж 884 ПодпианоеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,ставитель хред А,Кр Иахнановчук Корректор М.Пожо