Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1986 года по МПК H03M1/36 

Изобретение относится к импульсной технике и технике электроизмерений .

Цель изобретения - повьшение быстродействия при сохранении пшроко- го динамического диапазона.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит компаратор 1, стартстопный генератор 2 тактовых импульсов, регистр 3 псюледо- вательньпс приближений, цифроаналогО вый преобразователь 4, блок 5 определения диапазона преобразования, триггер 6, элемент ИЛИ 8, делитель 9 напряжения,

Преобразователь работает следующим образом.

- В исходном состоянии входное преобразуемое напряжение подается на вход блока 5, который представляет собой компаратор с порогом срабатывания и

оп

Величипа Uj, определяет два диапазона работы АДП с разным шагом квантования. Когда Ug , то кван АЦП равен h,: когда U. U , то .кван АДП равен Kli, где К - целое число, обычно пропорциональное степени числа 2 для упрощения представления кодов преобразуемых напряжений,, Величина К равна коэффициенту Kt д глення делителя 9, По импульсу Пуск обнуляется регистр 3j т.е, устанавливается старший разряд цифроанапогового преобразователя 4, выходное напряжение которого прикладьшается к второму входу компаратора 7., а через делитель 9 к второму входу компаратора 1 Имеется четыре возможгшх состояния компараторов 1 и 7: входное преобразуемое напряжение U. ; U U (где и,р- /Кс, и,- напряжение на выходе ЦАП, соответствующее включенному старшему разряду ШШ, К - коэффициент деления делите ля ,9); Uv. L% ; U с

При и срабатьгоает блок 5, так как в этом случае , Uon lo импульсу Луск установится в 1 триггер 6 и выход компаратора 7 через 8 подключится к второму входу регистра 3, который в соответствии с его логикой работы оставит включенным старший разряд ЦАЛ:.

Если Up i и, работа

ТО И в этом

случае работа регистра 3 не отлича- ется от выше описанного, за исключением того, что после первого такта

приближений старший разряд ЦАП будет отключен.

5

Если и,дпУКс

Л Ugi, , ТО блок 5

не срабатывает, Пуск

при этом по импульсу триггер b установится в состояние О и выход компаратора 1 подключится к второму входу регистра 3, Следует отметить, что при ( мп макс S работе регистра 3, участвует компаратор 7, а при Upfl в работе 5егистра 3 участвует компара тор 1 „ Какой из компараторов будет работать - определяет блок 5.

Коэс)фициент передачи делителя определяется из условия чувствительности компаратора 1 и исходя из динамического диапазона

.

2

iT

(1)

25

45

где m - число разрядов ЦАП; А - относительная- среднеквадратическая погрешность преобразования. Если позволяет чувствительность компаратора, то .Чувствительность компаратора 1

Ц

Л1МН КОМО

и.

..

MO(kCU,An

Если известна чувствительность омпаратора, то

D. - и.,„ ,. ,„ 72 и

- и - У 2

ЛЛ1Я1СС ЦДО

MUK. комп

(2)

Тогда при применении данного устройства динамический диапазон будет ра.3

Б eti

(

так как учитывая

1) и (2)

Для обеспечения такого динамичес- кого Д11апазона в прототипе применено масштабир ующее устройство, управляемое от блока выбора диапазона, Вре-, мя переключения только масштаба в прототипе при применении современной элементной базы не менее 0,5 мкс, тогда как все время преобразования данного AUJI составляет 500 не, т.е. по крайней мере быстродействие в 2 раза больше5 чем в прототипе

55.Фор мула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий С5лок определения диапазона преобразования, вход которого объединен с первым входом первого компаратора и Езляется входной шиной, второй вход первого компаратора соединен с выходом делителя напряжения, вход которого соединен с -выходом циф роаналогового преобразователя, входы которого соединены с соответствующими первыми выходами регистра последовательных приближений, о т л и ч а- ю щ и- и с я тем, что, с целью повышения быстродействия при сохранении широкого динамического диапазона, введены второй компаратор, стартстоп- ный генератор тактовых импульсов, триггер и элемент ИЛИ, первый вход второго компаратора является входной шиной, второй вход соединен с выходом цифроаналоговогр преобразователя,

Составитель А, Титов Редактор М. Товтин Техред Н.Бонкало Корректор Л. Луговая

Заказ- 3927/58 Тираж 816Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

выходы первого и второго компараторов через элемент.liJIH подключены к первому входу регистра последовательных приближений, а третьи входы первого и второго компараторов подключены соответственно к инверсному и прямому выходам триггера, первый вход которого соединен с выходом блока определения диапазона преобразования, а второй вход объединен с вторым входом регистра последовательных приближений первым входом стартстсп- ного генератора тактовых импульсов и является шиной Пуск, второй вход

стартстопного генератора тактовых импульсов соединен с выходом регистра последовательных приближений, а выход - с третьим входом регистра последовательных приближений.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить быстродействие устройства при сохранении широкого динамического диапазона. Это достигается тем, что за счет переключения компараторов 1,. 7 делитель 9 напряжения не переключается, компараторы 1, 7 через элемент ИЛИ 8 управляют регистром 3 последовательных приближений, который через цифроаналоговый .преобразователь 4 соединен с делителем 9 напряжения. Блок 5 определения диапазона преобразования через триггер 6 управляет компа- раторами I, 7, а регистр 3 тактирует- ся импульсами стартстопного генератора 2. 1 ил. Q (О (Л