Аналого-цифровой преобразователь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическнхРеспублик 11924854(22)Заявлено 28.11 79 (21) 2990768/18 21с присоединением заявки ЭЙ(5)М. Кл, Н 03 К 13/17 91 еУдаРатееннь 1 й квинтет СССР нв делам нзобретеннй н втерытнй(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 3Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в цифровых измерительных системах для ввода информации в электронно-цифровую вычислительную машину.Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), работающий по методу поразрядного уравновешивания 11Для этого преобразователя принципом работы является, включение разряда формирователя компенсирующего напряжения, управляемого регистром, и выключение. этого разряда со сдвигом во времени.Основной недостаток такого устройства состоит в том, что операции выключения предыдущего разряда и включения последующего разряда регистра производятся со сдвигом во времени, который составляет неиспользуемую часть временного тактового интервала, т. е. обуславливает потерю потенциального быстродействия АЦП.Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий распределитель импульсов, регистр, две группы элементовсовпадения, декодируюший блок и узелсравнения, при этом первая группа элементов совпадения подключена ко входамустановки нуля, а другая группа - ко 5. входам установки единицы разрядов регистра 2Этот преобразователь обладает низкой помехоустойчивостью, так как в про Оцессе поразрядного уравновешивания входного сигнала компенсирующим сигналомвозможно появление. ошибочных результатов вследствие сброса в 0 предыдущегоразряда регистра от реакции узла сравнения в момент включения последующегоразряда.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при сохранении быстродействияя.Поставленная цель достигается тем,. что аналого-цифровой преобразователь,содержащий формирователь тактовых импульсов, выход которого соединен со входом распределителя импульсов, первый20 30 40 45 5 п выход которого соединен с единичным входом первого и нулевого входами о триггеров регистра, с второго по п -ый выходы соединены соответстветственно с первыми входами первой и второй группэлементов совпадения, а выходы элементов совпадения первой группы соединены соответственно с нулевыми входами триггеров регистра, выходы же элементов совпадения второй группы соединены соответственно с единичными входами с второго по и -ый триггеры регистра, выходы регистра соединены со входами декодируюшего блока, выход которого соединен с первым входом дифференциального узла сравнения, второй вход которого соединен со входной шиной, введены первый и второйэлементы запрета, перЭвый и второй элементы ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы совпадения и элемент ИЛИ, причем прямой и инверсный выходы дифференциального узла сравнения через элементы запрета и элементы ИЛИ-НЕ подключены соответственно к входам первого и второго элементов 25 совпадения, вторые входы которых соединены с выходом формирователя тактовых импульсов, выход первого элемента совпадения соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, с инверсным входом первого элемента запрета, с первым из входов элемента ИЛИ и с первыми входами элементов совпадения первой группы, а выход второго элемента совпадения соединен с вторым входом пер 35 вого элемента ИЛИ-НЕ, с инверсным входом второго элемента запрета и с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами элементов совпадения второй группы,Совокупность введенных элементов с укаэанными связями выполняет функции стробирования"результата сравнения сигналов в момент переднего фронта тактового импульса, запоминания этого результата на время длительности тактового импульса и формирования задержанной тактовой импульсной последовательности, синхронизируюшей включение разрядов регистра.В предлагаемом устройстве включение последующего разряда и выключение предыдущего разряда выполняется одновременно, .т, е. сохраняется максимально эффективное использование тактового временного интервала и, следовательно, быстродействие И 1 П. Однако благодаря введению новых узлов и связей в предлагаемом устройстве исключается возможность ошибочного выключения пре-дыдущего разряда при включениях последующего разряда регистра, т. е. достигается повышение помехоустойчивости АБП.На фиг, 1 приведена функциональная схема аналого-цифрового преобразователя (АПП 1; на фиг. 2 - временная диаграмма обмена.Преобразователь содержит формирователь тактовых импульсов 1, распределитель импульсов 2, регистр 3, первую группу 4 элементов совпадения, вторуюгруппу 5 элементов совпадения, декодирующий блок 6, дифференциальный узел 7сравнения, первый элемент 8 запрета,второй элемент 9 запрета, первый элемент ИЛИ-НЕ 10, второй элемент ИЛИ-НЕ 11, первый элемент 12 совпадения, второй элемент 13 совпадения и элемент ИЛИ 14.Временная диаграмма обмена включает тактовые импульсы 15, импульсы 16 с выхода распределителя импульсов, импульсы 17 с выхода элемента 12 совпадения, импульсы 18 с выхода элемента 13 совпадения, импульсы 19 с выхода элемента ИЛИ 14, импульсы 20 с выхода элементов совпадения первои группы 4, импульсы 21 с выхода элементовсовпадения второй группы 5, импульсы22 - выходы триггеров регистра 3,Работает устройство следующим обф разом,Преобразование аналогового сигнала О в предлагаемом А 1 П в основном соответствует известному принципу порязрядного кодирования. Отличительной особенностью работы А 13 П является формирование задержанной тактовой импульсной последовательности, синхронизируюшей включение последующего. разряда регистра, из логических сигналов, полученных путем стробирования и запоминания результата сравнения входного сигнала О и предыдущего уровня компенсирующего напряжения О . В интервале времени между тактовыми импульсами 15 элементы 12 и 13 совпадения находятся в состоянии логического О, при этом запрещающие сигналы на инверсных входах элементов 8 и 9 запрета отсутствуют и выходные сигналы дифференциального узла 7 сравнения проходят через элементы 8, 9 и 10, 11 на входы элементов 12 и 13 совпадения.В момент поступления очередного тактового импульса на выходе одного из элементов 12 или 13 совпадения соответствующий импульс 17 или 18, который25 Одновременно в результате совпадения -го импульса 16 от распределителя импульсов с импульсами 19 задержанной тактовой последовательности от элемента ИЛИ 14 один из элементов совпадения второй группы 5 формирует импульс 21 установки 1.для следующего ( 1 +1)-го разряда регистра 3, т. е. производится включение (1 с + 1)-го разряда компенси 45 руюшего напряжения, Поскольку задержанная тактовая импульсная последовательность формируется элементом ИЛИ 14 из логических сигналов, полученных путем стробирования и запоминания резуль 50 тата сравнения входного сигнала 0, и предыдущего уровня компенсирующего напряжения О, то автоматически обеспечивается минимально необходимый и достаточный для получения высокой поче 55 хоустойчивости АПП интервал времени 7 С между моментом стробирования выходных сигналов дифференциальнэгэ узла сравнения и моментом начала эчереднэй эперапоступает через элемент ИЛИ 14 и одиниз элементов совпадения второй группы 5на вход установки 1 последующего разряда регистра 3, а также поступает навход элемента ИЛИ-НЕ 11 или 10 и на 5инверсный вход элемента 8 или 9 запрета,При этом элементы 10 - 13 временно (втечение длительности тактового импульса) выполняют функцию запоминания этого результата сравнения, который имел 0место в момент переднего Фронта тактового импульса,Элементы 8 и 9 запрета предотвращают ошибочное переключение элементов 10 - 13 при возможных изменениях 5состояния дифференциального узла 7 сравнения, вызываемых включением последующего уровня компенсирующего напряжения, в пределах длительности данноготактового импульса,При условии 0) О в данном тактовом интервале (что соответствует появлению сигнала 0 на прямом выходе 7 ифференциальногэ узла 7 сравнения и сигнала 1 на выходе первого элементаИЛИ-НЕ 10 вырабатывается сигнал 1на выходе первого элемента 12 совпадения. При совпадении 1 -го импульса 16от распределителя с выходным импульсом 17 элемента 12 один из элементовсовпадения первой группы 4 формируетимпульс 20 установки 0 соответствующего разряда регистра 3, т. е. осуществляется выключение 3-гэ разряда компенсирующего напряжения,ции переключения компенсирующего напряжения.Введение новых узлов и связей повышает помехоустойчивость АЦП, и, как следствие, позволяет получить более высокое отношение сигнал/шум в канале.При этом быстродействие АБП не только сохраняется, но даже повьпшается, так как оказалось возможным повысить тактовую частоту работы А 11 П в два раза при обеспечении высокой помехаустойчивос ти преобразования.формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь, содержащий формирователь тактовых импульсов, выход которого соединен с входом распределителя ичпульсов, первый выход которого соединен с едшшчным входоч первого и нулевыми входами и -1 триггеров регистра, с второго по и -ый выходы соответственно с первыми входами первой и второй групп элементов совпаденияа выходы элементов совпадения первой группы соединены соответственно с нулевыми входами триггеров регистра, выходы же элементов совпадения второй группы соединены соответственно с единичными входачи с второго по о -ый триггеры регистра, выходы регистра соединены с входами декодируюшего блока, выход которого соединен с первым входом дифференциал ного узла сравнения, второй вход которого соединен с входной шиной, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при сохранении быстродействия преобразователя, введены первый и второй элементы запрета, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы совпадения и элемент ИЛИ, причем прямой и инверсный выхэды дифференциального узла сравнения через элементы запрета и элементы ИЛИ-НЕ подключены соответственно к входам первого и второго элементов совпадения, вторые входы которых соединены с выходом формирователя тактовых импульсов, выход первого элемента совпадения соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, с инверсным входом первого элемента запрета, с первым входом элемента ИЛИ и с первыми входами элементов совпадения первой групы, а выход второго элемента совпадения соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, с инверсным входом второго элемента за 7 924884 8прета и с вторым входом элемента ИЛИ, 1. Авторское свидетельство СССРвыход которого соединен с вторыми вхо- % 240343, кл, Н 03 К 13/17,21,03.69.дами элементов совпадения второй группы.2. Каган Б. М. и др. Системы связиУВМ с объектами, управления в АСУ ТП.Источники информации, М"Советское радио, 1978, с. 157,принятые во внимание при экспертизе рис. 4.19.924854 авитель Л. Беляеваед Е.Харитончик Корректор А. Дзятко вич дактор Заказ 2837/ Тираж 954 ПодписиИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий035, Москва, К 35, Раущская наб., д,ород, ул. Проектная, 4 Патент", г