Многоканальный аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1983 года по МПК H03K13/02 

Аыоговднальный аналого-цифровой преофазователь огноснгся к измерительно технике и исполг зуегся для многоканального прео азования аналоговых сигналов в цифровой код и ввода их в элекгронновычислительную машину (ЭВМ), а также в технике многоканальной цифровой связи в составе кодера.

Известен многоканальный аналого-цифровой преофазовагель следящего типа, содержащий реверсивный счетчик, источник линейно-ступенчатого компенсирующего напряжения, сравнивакшее устройство, генератор импульсов л .

Недостатком данного устройство являет ся низкое быстродействие.

Известен также многоканальный аналогцифровой преобразователь (АЦП), содержащиЛ счетчик импульсов, соединенный через ключ с генератором импульсов, индиввдуальные блоки сравнения в каждом из каналов подключенные к ЭВМ для выдачи адресной части считыЬаемого кода 2

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие.

Известен многоканальный аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор импульсов, выход которого через ключ под-тлючен к счетному входу счетчика,выход счетчика через одновибратор подключей к второму входу ключа, а информационные выходы счетчика соединены с входом цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) и через группу ключей с выходным региЬгром, блоки сравнения, первые входы которых соединены с выходом ЦАП, вторые Входы с шинами подачи преобразуемых напряжений, а выходы с соответствующими управляющими входами группы ключей .

Недостатком .данного устройства является низкое бьютродействие.

Цель изобретения - повыщение быстродействия работы многоканального АЦП.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом перво о ключа, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора, а выход - с входом счетчика, первый выход которого соединен с выходом первого одновибратора и с шиной считывания, вторые выходы - с входами цифроаналогового преобразователя и соответственно с первыми входами ключей каждого канала, кроме младшего разряда, выходы всех ключей каждого канала соединены с соответствукшими входами

соответствующего выходного регистра, блоки сравнения каждого канала, первью ; входы которых соединены с входными щинами, введены группа триггеров и одновибраторов, по числу каналов, элемент ИЛИ, второй одновибратор, второй ключ, вычитающее устройство, выход которого соединен соответственно с вторым входом блока сравнения каждого канала, первый вход - с выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход - с выходом второго ключа, первый вход которого соединен с шиной эталонного напряжения, второй вход - с прямым выходом второго одновибратора, инверсный выход которого соединен с третьим входом первого ключа, а вход - с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с вторыми входами ключей старших разрядов и первым входом ключа младшего разряда каждого канала и вькодом одновибратора каждого канала, . вход каждого из .которых соединен JCOOTветственносвыходом триггера, каждого канала, пфвый вход каждого из которых соединея с выходом первого одновибратора, второй Екод - соответственно с прямым выходом блока сравнения каждого канала, инверснь1й вь1ход каждого из которых соединенiсоответственно с вторым входом ключа младшего разряда каждого канала.

На чертеже приведена структруная схема многоканального аналого-цифрового преобразователя.

Устройство содержит группу блоков 1 сравнения, группу триггеров 2, группу одновибраторов 3, генератор 4 импульсов, ключи 5 и 6, счетчик 7, одновибратор 8, ЦАП 9, группу ключей 10, выходные регистры 11, вычитающее устройство 12, логический элемент ИЛИ 13, дополнительный одновибратор 14, выходные шины 15 преобразуемых напряжений, шины 16 выходных данных, шину 17 разрешения считывания, шину 18 эталонного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии группа триггеро 2, счетчик 7, выходные регистры 11 находятся в нулевых состояниях, а начально напряжение выхода ЦАП 9Uo, 2л , где Л -величина шага квантования по уровню преобразуемых напряжения, ключ 5 разрешает прохождение импульсов с генератора 4, ключ 6 закрыт. Импульсы с генератора 4 импульсов через ключ 5 поступают на счетчик 7. Код информационных выходов счетчика 7 поступает на 11АП -9 и выходное напряжение ПАП 9 U ц через вычитающее устройство 12 поступает на входЬ блоков 1 сравнения. Блоки 1 сравнения осуществляют проверку условия U U где U -преобразуемое напряжения i -го входа А1Ш. При выполнении этого условия единичный сигнал с выхода соответствуклцего блока сравнения переводит i -и триггер из груп пы 2 в единичное состояние, что приводит к запуску соответствукяцего одновибра тора из группы 3, который разрешает запись содержимого счетчика 7 через i -ю группу ключей 1О в старщие разрядыi выходного регистра 11, а младший -го выходного регистра не изменяет своего нулевого состояния, так как вторые выходы блоков сравнения являются . инверсными по отношениюк первым. Кроме того, сигнал с выхода соответствук щего одновибра тора из группы 3 постуке Т на логический элемент ИЛИ для опеределения значения младшего разряда преофа зуемого напряжения в i -ом канале. Изменение выхода логического элемента ИЛИ приводит к запуску одновифатора 14, сигнал с первого выхода которого закрьтает ключ 5, .тем самым исключая прохождение импульсов с генератора 4 до окончания определения значения младшего разряда преофазуемого напряжерия. Сигнал со второго выхода Одновибратора; 1 разрешает поступление эталонного напряжения с шины 18 через ключ 6 на вычитающее устройство 12. Вьпсодное нштряже ние UBIJ U(j-u с вычитающего устройства 12 поступает на. соответствующие входы блоков 1 сравнения. Если U дц U то это Зйачит, что измеряемое напряжение Ц ifb и его црфровой эквивалент равен нулю. Второй инверсный выход блока сравнения записывает в младший разряд выходного регистра, О. ЕслиУ и : U то i и i 2 & и выходы f -го блока сравнения меняют свое значение, в результате чего в младший разряд выходного регистра записывается . После этого последовательно заканчивают свою работу сработавшие одновибраторы группы 3 и одновибратор 14. Такт преобразования заканчивается тем, что на вьосоде вычитающего устре-йства 12 восстанавливается напряжение it, ключ 5 разрешает прохождение импульсов с генератора 4 - -и выходной регистр блокируется от повторной переаа- писи до окончания цикла преофазования. На этом нулевой такт преофазования заканчивается. В j -м такте преобразования содержимое счетчика равно числу j , в старших разрядах выходных регистров может быть записано чиспо 2 j , а выходное напряжение ЦАП Uij, (2j +2) U . Определение млa jaиeгo разряда цифрового эквивалента преобразуемого напряжения происходит аналогично нулевому такту. По окончании последнего такта преобразования все выходные регистры заблокированы, счетчик заполнен максимально и очередной импульс с генератора 4 вызывет его переполнение и появление на шине 17 сигнала разрешения считывания выходных регистров ЭВМ. При этом обнуляется счетчик 7, запускает одновибратор 8, запрещающий. прохождение импульсов в счетчик Тёнератора. По отрицательному срезу сигнала с одновибратора 8 обнуляются группа триггеров 2, выходные регистры 11 и начинается следующий цикл преобразования. Длительность выходного сигнала одновибратора в основном определяется временем считывания в ЭВМ содержимого выходных регистров. Использование счетчика и ПАП,повышает быстродействие предлагаемого устройства.

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛОГОЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого . ключа, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора, а выход с входом счетчика, первый выход KOTOpOiro соединен с входом первого одновибрагора и с шиной считывания, вторые вь1ходы - свходами цифроаналогового преобразователя и соответственно с первыми входами ключей, каждого канала, кроме младшего разряда, выходы всех ключей каждого канала соединены с соэтвествуклцими родами соответствукшего выходного регистра, бпоки сравнения каждого канала, первы входы которых соединены с входными шинами, отличающийся тем, что, с целью повышения бьютродействия, в него введены группа триггеров и одновибраторов по числу каналов, элемент ИЛИ, второй одновибратор, второй ключ, вычитающее устройство, выход которого соединен соответственно с вторым входом блока сравнения каждого канала, первый вход с выходом цифроаналогового преобразователя, второй Вход - с выходом второго ключа первый вход которого соединен с шиной эталонного напряжения, второй юсодс прямым выходом второго одновибратора, инверсный выход которого соединен с третьим входом первого ключа, а вход (О с выходом элемента ИЛИ, входы которо(Л го соединены соответственно с вторыми входами ключей старших разрядов и первым входом ключа младшего разряда каждого канала и выходом одновифатора каж- дого канала, вход каждого из которых сое- динен соответственно с выходом триггера каждого канал а, первый вход из которых соединен с -выходом nefMaoro одновибратора, второй Вход - соответственно с прямым :л выходом блока сравнения каждого канала, инверсный выход каждого из которых соединен соответственно с вторым входом ключа младшего разряда каждого канала.