Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1985 года по МПК H03M1/00 

Изобретение относится к области автоматике и вычг слительной технике И может быть использовано в аналогоцифровых устройствах различного назначения.

Целью настоящего изобретения яв- ляется увеличение, быстродейсГвия и повыйеиие надежности анёлого- цифрового преобразователя.

На фи. 1 прив едена электрическая схема устройства,; «а фиг. 2 и 3 диаграммы поясняющие прин ОНП работы каскада с У-образной передаточной характеристикой и преобразователя в целой,

Аналого-цифровой преобразователь содерж11т п-каскадов, кгисдый. из которых содержит опер 1цИонные усилители

первые ,.. .,, вторые

2«оп зисторы первые ,... , вторью 4« t,..,, третьи 5 t,...,

5«П1, четвертью 6-16«п, пятые

7-1,...,, шестые ,...,, седьмой 9, диоды первые .,,,, 10«п, вторые ., ..., , транзисторы 12-1, 12«2,...,.

Для соблюдения идентичности кас-т кадов и получения в каждом каскаде V-образную передаточную характеристику, необходимо, чтобы

2;

K-z /1.5,

и.

81

МпКс

где К, и К - соответственно коэффшщенты усиления по сигнальным входам первого и второго операционного усилителя.

Так как К, 1 + Rj/R, ; К / то R, Rg R и R 2Rjj

Аналого-цифровой преобразователь работает следукЬ(им образом.

Линейно нарастающий участок V-образНой характеристики формирует оле ращюнный усилитель (фиг. 1). При вх напряжение U f на выходе первого каскада также ргвно нулю. По мере увеличения входного напряжения до величины 0,75 Ug напряжение Uf также увеличивается линейно (фиг.2). Когда напряжение Ug достигает величины, равной 0,75 БОП, диод 11-1

.переходит в непроводящее состояние, обратная связь операционного устройства СУ 1-t разрывается, что приводит, к скачкообразному измененио выходного напряжения операционного усилителя 1-1 до величины напряжения насыщения U усилителя.

Линейно падакмций участок формируется операционным усилителем 2-1 (фиг . 1), на инвертирующий вход которого подается опорное, напряжение Цд. Поэтому напряжение на выходе операционного усилителя 2-1 при Ug,,- О должно быть сдвинуто в область положительных значений на величину 3 ди (где ли - падение напряжения на диоде), но так как диод 10-Г при„входном напряжении ,75U находится в. непроводящем состоянии, обратная связь разомкнутаи напряжение на выходе операционного усилителя 2-1 равно напряжению насыщения (фиг. 2). При этом транзистор 12-1 заперт, так как Бц Е. Следовательно, на коллекторе транзистора 12-1, который является выходом старшего разряда, нулевой потенциал, соответствующий логическому состоянию О

Когда Ug 0,75 U, дИод 10-1 . переходит в проводящее состояние, обратная связь замыкается и напряжение на выходе операционного усилителя скачком изменяется до величины 1,5 13д„ и дальше линейно уменьшается до нуля по мере увеличения входного напряжения до им,д,.1,5 U . При этом транзистор 12-1 открыт и на .коллекторе имеет место напряжение, соответствующее логическому состоянию

Работа остальных каскадов идентична работе первого каскада. Выходное напряжение первого каскада представляет собой.яходной сигнал для первого каскада поэтому напряжение Ug на выходе второго каскала дважды изменится от нуля до 1,5 U и опять до нуЛя, т.е. последующее добавление каскадов приводит к удвоению числа изломов передаточной характеристики (фиг. 3).. 00 о о о Фиг.З Vgjt.ftoKc.

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержапщй П каскадов, где П- число разрядов, казкдый из которых выполнен на двух операционных усилителях, неинвертирующий вход первого ,из которых соединен с первым вьшодом первого резистора и с первым вьтодом второго резистора, второй вывод которого через первьй диод соединен с выходом первого операционного усилителя и первым вьгеодом третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой транзистора данного каскада, коллектор которого является выходной шиной данного разряда и соединен- через четвертый резистор с общей шиной, второй вывод первого резистора первого каскада является входной шиной, отличают е еся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в каждьй к&ркад дополнительно введены второй диод, пятый и шестой резисторы, первьй выводукоторого соединен с общей щиной,. а второй вывод объединен с первым выводом пятого резистора и соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирукиций вход которого объединен с вторым выводом i первого резистора данного каскада (Л и является входом каскада, а выход операционного усилителя через второй диод соединен с вторым выводом пятого резистора, которьй объединен с вторым выводом второго резистора и является выводом каскада, при этом выход предыдущего каскада соединен с входом последующего каскада и чесо рез седьмой резистор - с шиной источника положительного напряжения, прио чем эмиттеры транзисторов всех кас- . кадов объединены и являются шиной 4ikk источника положительного напряжения, инвертирующие входы первых операционных усилителей объединены и являются шиной опорного напряжения.