Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения Советский патент 1986 года по МПК H03M1/38 

жающего цифроаналогового преобразователя 2, а выход - с входом регистра последовательного приближения 3, тактовый вход которого является шиной тактовых импульсов, вход запуска - шиной запуска, а выходы соединены с разрядными входами перемножающего цифроаналогового преобразователя 2 и шиной Конец преобразова- , в который, с целью расширения области применения, введены комбинационный сумматор 4 и делитель напряжения 5, вход которого является

Изобретение относится к измери- тельнь м аналого-цифровым преобразователям (АЦП) отклонения постоянного напряжения и может быть использовано в устройствах измерения и непосредственного цифрового управления.

Цель изобретения - расширение области применения.

На чертеже приведена функциональная схема АЦП последовательного приближения .

Аналого-цифровой преобразователь последовательного приблиясения содержит аналоговый компаратор 1, первый вход которого соединен с выходом перемножающего цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 2, а вькод - с входом регистра 3 последовательного приближения, тактовый вход которого является шиной тактовых импульсов, вход запуска - шиной запуска, а выходы соединены с разрядными входами перемножающего цифроаналогового преобразователя 2 и гииной Конец преобразования, комбинационный сумматор 4 и делитель 5 напряжения, вход которого является йиной первого преобразуемого- напряжения, выход.подключен к второму входу аналогового компаратора 1, разрядные входы перемножающего ЦАП 2 обьединены с первой группой входов комбинационного сум -1атора 4, вторая группа входов которого является шинами кода константы, а выходы являются выходными шинами аналого-цифрового преобразователя опорный вход перемножающего цифроана48067

шиной первого преобразуемого напряжения, выход подключен к второму входу аналогового компаратора 1, выходы регистра последовательного приближения 3 соединены с первой группой.входов комбинационного сумматора 4, вторая группа входов которого является шинами кода константы, а выходы являются выходньми шинами устройства, а опорный вход перемножающего цифроаналогового преобразователя 2 является шиной второго преобразуемого сигнала, 1 ил.

логового преобразователя 2 является шиной второго преобразуемого сигнала.

Устройство работает с.ледующим образом.

Импульс запуска U, поступающ1ет на соответствуюЕшй вход регистра 3 последовательного приближения (РПП), разрешает начало преобразования. Каж- дый цикл преобразования выполняется за одно и то же время, пропорциональное величине разрядности АЦП, т.е.п. Однако входное напряжение U подается на вход делителя .5 напряжения, другое входное напряжение Uj подается на опорный вход перемножающего 1.Щ1 2. Выходное напряжение перемножающего ЦАП 2

и

еых

и

.:x:.2liAj,

где и

BWX

.

jrr

- выходное напряжение ЦАП 2;. п - разрядность 2; А- - разряды цифрового двоично- го кода, принимающие значение логического О или логической 1,

После завершения цикла преобразования напряжения на входах аналого- вого компаратора 1 равны между собой. Если и. подавать на первый вход аналогового компаратора 1, минуя делитель 5 напряжения, то после цикла преобраз.ования АЦП справедливо сле- дующее равенство 2--i -,1

- А ,

л

Ui и.ых U5

или Ui

и

пч { Z:2 А;

Отклонение величины U относительно величины и определяется из выражения

Х yj

n и

Если от правой и левой частей вычесть по единице, то получим следующее равенство:

и-я

Ul

и.

, - 2

ИЛИ

п -1 п

z:2 -A. - 2

S JL.:.

Двоичным представлением числ.я

п - л

SZ 2 является число А f,., А, А.,.А| А , Определение S при двоич ном представлении числа 2, являющимся константоЙ5 выполняется эле- .ментарно на комбинационном сумматоре.

Для рассматриваемого примера результат преобразования всегда правильный, если и и , но при этом получаемая правильная дробь неудобна для представления.

Если и 2U 5 то результат S может быть как отрицательны -, так и положительным в одинаковых пределах. Эта же цель достигается и при и и, если IY предварительно поделить, пополам на делителе 5 напряжения, а сигнал с выхода делителя 5 напряжения- подать на первый вход аналогового компаратора 1. При этом

i:2 --A,.

п

и.

и

6ЫХ

и,

или

Ui 2Uz

Z:2 -A;

Если на делителе 5 напряжения U аоделить не пополам, а на величи2

1000

и

, то можно написать

П 1 .

S2 A

7 2

Тооо

2 2 2 -А.

5 . У .

Uj 1000 1000 2 ё - 1000

480674

Это выражение определяется с помощью комбинационного сумматора А.

Знаменатель в левой части равенства является характеристикой дели- 5 теля 5 напряжения: для 10 - разрядного ЦАП он численно раве н 2,048; для 11 - разрядного - 4,096 и т.д. Результат преобразования удобен для представления, так как уже не О яштяется дробью по двоичному знаменателю.

При 10-разрядном преобразовании вес младшего разряда составляет 0,2% при II-разрядном - 0,1% и т.д. 5 Умножение двоичного выражения чисп-1 -; ла I 2 A - на два вьшолняется без

сдвигового регистра, добавлением к двоичному числу А .... А.А. одного

п - 1 10

2Q нулевого младшего разряда. Код А„,.. . А подается на одну группу входов комбинационного сумматора 4. На другую группу входов комбинационного , сумматора 4 подается обратный код

25 двоичного выражения числа 1000. На выходе сумматора 4 получается двоичный код результата, старщий разряд которого отображает знак результата. Так как сумматор комбинационный, то

,.. дополнительных потерь времени на преобразование практически нет.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближений, содержащий аналоговый компаратор, первый вход которого соединен с выходом перемножающего цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом регистра последовательного приближения, тактовый вход которого является шиной тактовых импульсов, вход запуска- шиной запуска, а выходы соединены со- ответственно с разрядными входами перемножающего цифроаналогового преобразователя и шиной Конец преобразования, отличающийся тем, что, с целью расширения области при-г менения, в него введены комбинационный сумматор и делитель напряжения, вход которого является шиной первого преобразуемого напряжения, выход подключен к второму входу аналогового компаратора, разрядные входы перемно- жающего цифроаналогового преобразователя объединены с первой группой входов комбинационного сумматора, вторая группа входов которого являет0

5

0

ся шинами кода константы, а выходы являются выходными шинами аналого- цифрового преобразователя, опорный

Редактор М,Бандура

Составитель В.Махнанов Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4141/58Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ 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

вход перемножающего цифроаналогового преобразователя является шиной второго преобразуемого сигнала.

Изобретение относится к измерительным аналого-цифровым преобраэо- вателям отклонения постоянного на пряжения и представляет аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения, содержащий аналоговый компаратор 1, первый вход которого соединен с выходом перемноКоиец npfoSpa- зобания ю 4 00