Аналого-цифровой преобразователь

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19 1) Н 031/36, юфи ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ) Журнал "ЭлектрониО, с. 94,Авторское свидетел188990, кл, Н 03 М ный АЦП генерато чик, ЦАП л.1 7 выборк асто ты,яжеия сельного ка последовапозволяет еще ни я риблвк егист я. Эт ССР 98 ить а ыстро ппаратурну действующи ности ква ить требо и потребл СБИС код иэбыточ АЦ 11 при тования ство 1/36 повыВ сигшении разряд нала, упрос ти упаковки при создаииработки ТВ с( 54 ) АНАЛОГ (57) Изобре ФРОВОЛ ОБ РАЗ ОВАТЕЛЬ ания к племой мощ относости е относится хник е те,евидениобра эоват ан алосодерж цин о ка цифро з, и. ф-лы и об-,5 ил,алле гнал ро ан ало го па длл ель выи преобразователь (ЦАП) 4,Р ый ан ало го-цифровой пре образонательАЦП) 5, еадатчик 6 кода,.уммдтор 7, блок 8 управлетр 9.Бл к 8 управления (фиг, 2) содерт генератор 10 тактовых импульсов,с ик 11, элемент ИЛИ 12, элементИ элемент ПЕ 14, элемент ИСКЛ 10 ЧА 3 Х ЕЕ ИИ 15, делитель 16 частоты,Блок 8 упрдвлен.я (фиг. 3) содер -жит элемент 1 СКОЧАМ 1 ЕЕ 1 ЛИ 17, генератор 8 тактовых импульсов, формирователь 9 импульсов, регистр 20 последовдте:нного приближения, элементИ 21, 0-три гер 22,Устройство фпг, 1, 2 и 4) работет следующим образом (работа для налядности юстрруеся для случаяувеличения рдян янощей способности нддвд рдзрядд)Теле он;, и " гпдл дискретизируется в боевыборки храпения цифровои сния, регис жи четч 13,Б - сиги хранедгния).Анало го (фиг. 1) с вя в анф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретеие относится к технике телевидения и может быть использованов системах СБИС видеокодека цифровойобработки для повышения разрешающейспособности квантования.Цель изобретения - повышение разрешающей способности, быстродействияи упрощение устройства,На фиг. 1 представлена структурнаясхема аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 л 3 - структурныесхемы вариантов выполнения блока управления; на фиг, 4 и 5 - временныедиаграммы, иллюстрирующие работу устройства по первому и второму вариантам соответ ств енно ( А - си гнал на выходе аналогового сумматора,нал на выходе схемы выборки цифровой преобразовател держит блок 1 выборки и сточник 2 напряжения с оговый сумматор 3, ци156291 А цифровой сумматор, регистр, тактовых импульсов, счет аналоговый сумматор, блок хранения, введегы делительзадатчик кода, источиие нап 1562971в такте 1 в такте 3 в момент времени, соответствующие,импульсам (фиг, 4 б) с выхода делителя/16 частоты, до вида (фиг, 4 а, сигналВ) и пбступает на вход аналоговогосумматора 3, в котором к ним добавля 5ются сигнал постоянного напряжения свыхода источника 2 напряжения смещеИНия величиной У =112-, где 11 - ве 2личина кванта, параллельного АЦП 5, 1 Осигнал с выхода ЦАЛ 4, представляюЩий ступенчато-нарастающее напряжение, равное О, Б, 211, ЗП в тактахО, 1, 2, 3 соответственно, Сигнал навыходе аналогового сумматора 3 прини" 15ма т вид (фиг, 4 а, сигнал А), Интервап времени от такта О до такта 3 является циклизм квантования телевизионного сигнала, В тактах О, 1, 2, 3 посигнапу с выхода генератора 1 О такто"вых импульсов (фиг, 4 г) производитсястробирование параплельного АЦП 5,ш-разрядяый выходной код которого совместно с И-разрядным выходным кодомсчетчика 11 поступают на цифровой сум.25матор 7, который выполняет операцию вычитания из первого кода второгои кода задатчика 6, соответствующегонапряжению У Операция вычитания кодаэадатчика 6 осуществляется по цепи"заем" младшего разряда цифровогосумматора 7, При этом эадатчик 6 кодаявляется источником логической единицывВ результате вычитания на выходе35сч латора 7 происходит повьппение разрядности результ ата,Например, ш=6, И=2, Код с выходаАЦП 5 011111 в такте 0 и 100000 в тактах 1, 2, 3 (фиг, 4 и) код со счетчика 00, 01, 10, 11 в тактах О, 1, 2, 3(фиг, 4 а) на выходе цифрового сумматора 7 получаютв такте 0 01111101юют 450111101110000010, ю,а0111101в такте 2 100000 50110111110010000000011110005Истинное значение результата квантования получается в такте 1, (фиг, 4 и)в момент изменения состояния младшего разряда АЦП 5 при нарастающем характере изменения выходного сигнапаЦАП 4.Суть повышения раз рядно сти в том,что последовательно увеличивая значение выборки ступенями на величину Ив каждом такте добиваются изменениякода мпадшего разряда АЦП 5, т.е,"взвешивают" известным числом ступеней И недостающее до целого числаквантов значение выборки телевизионного сигнала,Элементы НЕ 14, ИСКЗМОЧА 10 ЩЕЕ ИПИ 15,ИЛИ 12 и И 13 формируют строб, соответствующий истинному значению результата квантования и записываемому зтозначение в регистр 9, при этом эле-,мент НЕ 14 инвертирует и задерживаетв результате ограниченного быстродействия сигнал с выхода мпадшего разря-да АЦП 5 (фиг, 4 д)На входах элемента ИСКЖОЧА 1 ОЩЕЕ ИЛИ 15 таким образомсуществуют два противофазных задержанных один относительно другого сигнала,Что на выходе элемента .ИСКЗГОЧА 1 ОЩЕЕИЛИ 15 будут формироваться короткиеимпульсы (фиг, 4 е) при изменении сигнала на выходе младшего разряда АЦП5. В элементе ИЛИ 12 формируется сиг"нал логической единицы в каждом такте, кроме нулевого (фиг. 4 ж), Совпа-.дение выходных, сигналов элемента ИСКЛ 10 ЧАОЩЕЕ ИЛИ 15 н элемента ИЛИ 2формирует на выходе элемента И 13строб записи (фиг, 4 з) в регистр 9,Восстановление частоты изменениявыходного кода АЦП (выравнивание повремени) может производиться за счетвторичной перезатщси кода с выходарегистра 9 в дополнительный регистр,который для этого должен быть включен на выходе регистра в момент времени дискретизации (фиг. 4 б) телевизионного сигнапа,Для более четкой работы генератор10 тактовых импульсов вырабатывает две последовательности тактовыхимпульсов, (фиг. 4 в, г).Делитель 16частоты пропускает каждый 1/2 входной импульс, формируя цикл квантованияаАналого-цифровой преобразователь5 156297формирователя 19 импульсов, Аналоговый сумматор 3 добавляет к значениямвыборок телевизионного сигнала постоянное напряжение величиной О и напря 5жение с выхода ЦАП 4, представляющеесобой ступенчато-изменяющийся сигнал,рав ныйО в такте О;2 ц в такте 1; 10ЗБ в такте 2, если не произошлоизменение состояния младшего разрядапараллельного АЦП 5, или И , если было такое изменение,Управляющий код для ЦАП 4 вырабаты вает регистр последовательного приближения 20 совместно с блоками 17, 18,19, 21 и 22 и соответствии с алгоритмом поразрядного уравновешивания,В результате, выходной сигнал аналогового сумматора 3 принимает вид(фиг, 5 а сигнал А), Интервал времени включающий такты О, 1, 2 являетсяи циклом квантования телевизионногосигнала,25В тактах О, 1, 2 по сигналу.(фиг. 5 г) с выхода генератора 18 тактовых импульсов производится стробиронание параллельного АЦП 5, ш-разрядный выходной код которого совместно с И-разрядным выходным кодом РП 1120 подаются на цифровой сумматор 7,ИсТинное значение результата квантования получается всегда в одном итом же такте 2 и записывается в регистр 9 по сигналу (фиг. 5 б) с второго выхода формирователя 19 импульсов.В конце цикла квантования по сигналу (фиг, 56) с выхода формирователя19 импульсов происходит обнуление РПП 4020, В такте О по сигналу (фиг, 5 а) свыхода формирователя 19 импульсов происходит запись состояния мпадшего разряда параллельно АЦП 5 в 0-триггер 22ипо сигналу (фиге 5 д) с Выхода формирователя 19 импульсон происходит установка в состояние "1" триггера старшего разряда РПП 20,В такте 1 выходной сигнал Р-триггера 22 (фиг, 5 и) и выходной сигнал мпадЯшего разряда, параллельного АЦП 5, анализируются элементом ИСКЛЗЧАЗЩЕЕ ИЛИ17, выходной сигнал (фиг, 5 к) которогоравен логической единице, если произошло изменение младшего разряда па. раллельно АЦП 5 относительно его сос-.тояния в такте О. Далее, если сигналс выхода элемента ИСКЕОЧАЗЩЕЕ ИЛИ 17равен логической единице, то на вы 1 6ход элемента И . 21 проходит импул ь с(фиг. 5 к), в результате чего н Р 1 П 1 20происходит обнуление триггера старшего разряда. При противоположном состоянии выхода элемента ЙСКЛЗЧАЗ 1 Е 1 ИЛИ17 этого обнуления не происходит.Кроме того, по сигналу (фиг, 5 д)с выхода формирователя 19 импульсовпроисходит установка в "1" триггерамладшего разряда РПП 20. Сформированный таким образом код разрядностьюИ с РПП 20 поступает на цифровой сумматор 7,Формирователь 19 импульсов полностью огисывается диаграммой состоянийвходон и выходов (фиг, 5 в, ч, б, гд), Формирователь 19 импульсов наряду с формированием сигналов, необходимых для работы РПП 20, формируетсигнал (фиг, 5 е) записи в Р-триггер 22,Формулй изобретения1. Аналого-цифровой преобразователь, содержащий ачалогоный сумматор, первый вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход подключсн к информационному входу параллельного аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока управления, а цифровые выходы - к первым входам цифрового сумматора, выход которого соединен с информационным входом регистра, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока управления, выход является выходной шиной, а группа выходов блока управления подключена к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, о т л и ч а ю - щ я й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности, быстродействия и упрощения преобразователя, в него введен блок выборки и хранения, задатчяк кода, источник напряжения смещеьыя, выход которого соединен с вторым входом аналогового сумматора, третий вход которого соединен с выходом блока выборки и хранения, информационный нхад которого является входной шиной а управляющий вход подключен к третьему выходу блока управления, вход которого соединен с выходом младшего разряда параллельного аналого-цифрового преобразователя, при этом второй нход цифровогосумматора подключен к выходу задатчика кода, а третьи входы - к соответствующим выходам группы блока управления,2. Преобразователь по и. 1, о т -л И ч а ю щ и й с я тем, что блокуправления выполнен на генераторе тактовых импульсов, счетчике, делителечастоты, элементах ИИЛИ, НЕ, ИС 10КЛ 10 ЧАКЦЕЕ ИЛИ, первый вход которогообъединен с входом элемента НЕ и является входом блока, выход элементаНЕ соединен с вторым входом элементаИСКХЕОЧАХЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого является вторым выходомблока, а второй вход через элементИЗИ соединен с соответствующими выходами счетчика и является группой входов блока, вход счетчика объединен свхЬдом делителя частоты и подключенк Первому выходу генератора тактовыхимпульсов, второй выход которого является первым выходом блока, а выход 25делителя частоты является третьим выходом блока,3. Преобразователь по и, 1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления выполнен на генераторе тактовых импульсов, формирователе импуль"сов, регистре последовательного приближения, Б-триггере, элементах И,ИСКЛ 10 ЧАМИЕЕ ИЛИ, первый вход последнего из которых объединен с Р-входом0-триггера и является входом блэка,второй вход элемента ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИсоединен с выходом Э-триггера, а выход подключен к. первому входу элемента И, второй вход которого объединенс первым входом формирователя импульсов и подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второйвыход которого является первым выхо-,дом блока и подключен к второму входу формирователя импульсов, первыйвыход которого является вторым и третьим выходами блока и подключен к входу запуска регистра последовательногоприближения, тактовый вход которогосоединен с вТорым выхоцом формирователя импульсов, третий выход которогоподключен к С-входу Р-триггера, информационный вход регистра последовательного приближения соединен с выходом элемента И, а выходы являютсягруппой выходов блока.156297 Таипь 1 2 оставитель В,Махнановехред Л. Олийнык КоРРектор М,Кучеря едактор Л,Зайцева ака одписно НТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гага 10 068 Тираж 66Государственного комитета п113035, Москва, Жзобретениям и открытиям при Раушская наб., д. 4/5