Аналого-цифровой преобразователь амплитудных значений радиоимпульсов Советский патент 1987 года по МПК H03M1/44 

11

Изобретение относится к технике преобразования аналоговых.величин в цифровые и может быть использовано в информационно-вычислительных и контрольно-измерительных системах различного назначения.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурна электрическая схема аналого-цифровог преобразователя амплитудных значений радиоимпульсовJ на фиг„ 2 - эпюры напряжений в узловых точках схемы,

Устройство состоит из линейных усилителей 1.1-l.n, ключей 2,1-2.п, компараторов 3.1-З.п, блока 4 формирования выходных сигналовJ входной шины 5, шины 6 управления, выходной шины 7 аналоговой разности и шины 8 выходного кода.

Блок 4 содержит шифратор 9, дешифратор 10 и ключи 11„1-11.п, 11.П+1. Унитарньй код компараторов обозначен п,...,1, двоичный код на выходе шиф- ,ратора т,...,1, код на выходе дешифратора п,..., 1.

Преобразователь работает следующим образом.

Усиленные радиоимпульсы через открытые ключи 2 подаются ка входы компараторов 3 и ключей 1 1 в блоке 4- формирования выходных сигналов. Е каждом компараторе производится сравнение амплитудного -значения радиоимпульса с пороговым уровнем в пределах отрезка времени, соответствующего длительности управляющего импульса. На выходе компаратора формируется 1, если амплитуда сигнала превьш1ает пороговый уровень

Эпюры сигналов на выходах элементов устройства поясняют его работу при трех значениях амплитуды радиоимпульсов, соответствующих отрезкам времени Т,, Т , Т.. Б обозначении эпюр 1.1-3.2 первая цифра соответствует номеру момента, вторая - порядковому номеру фрагмента схемы, включающего элементы 1-3 начиная слева.

В течение отрезка времени Т амплитуда радиоимпульсов на входах компараторов не превышают пороговые уровни. Ни один из компараторов не срабатывает. На входах и выходах шифратора 9 появляется О. Код на выходе дешифратора 10 соответствует 1...110. Сигналом О открыт ключ

76592

11,1, аналоговый вход которого через ключ 2.1 подключен к концу линейки усилителей 1 Остальные ключи 11 закрыты 1, На вьпсодную шину 7 поступает сигнал

выхода последнего усилителя (эпюры 1.1 2.1, фиг.2)о

В течение отрезка времени Т з амплитуда радиоимпульса на выходе усилительной линейки соответствует пороговому уровню компаратора. Срабатывает соответствующий компаратор 3 (эпюра 3.1), На его выходе формиру ется 1, которая запоминается триггером защелкой компаратора до конца

импульса управления. Соответствующий кпюч 2 размыкаетсяJ отключая цепь сигнала от входа компаратора и ключа 11 схемы формирования разности. Двоичный код О,,„01 г выкода шифратора

по шинам 8 поступает на выход преобразователя и формирует на вькоде дешифратора 10 код 1.,„101. Сигналом О открывается ключ 11, аналоговый вход которого через ключ 2 подключен

к выходу предпоследнего усилителя. Остальные .ключи 11 закрыты . На выходную шину 7 поступает сигнал с выхода предпоследнего усилителя (эпюры 1.2 и 2.2. фиг.2).

Если амплитуды радиоимпульсов па вьпсодах двух усилителей превышают пороговые уровни компараторов 3 (отрезок времени Т j), срабатывает два компаратора, размыкаются два последних ключа 2, обнуляются входы сраба- тываюпщх компараторов 3. На выходе шифратора 9 устанавливается код 0... 010, на выходе дешифратора 10 - код I..,10t1, Сигналом О открыт ключ

11;, аналоговый вход которого через ключ 2 подключен к выходу третьего от конца линейки усилителя. Сигнал с выхода этого усилителя подается на выходную шину 7 аналоговой разности.

Когда сигнал, поступающий на входную шину 5 преобразователя, настолько велик, что срабатывают все компараторы 3, размыкаются все ключи 2, на входе и выходе шифратора устанавливаются 1, код ка выходе деифратора равен 01...1, Сигналом О открыт ключ 11S, сигнальный вход оторого подключен к входу усилитель- |0й линейки. На выходную шину 7 потупает сигнал с окодно шины 5 пребразователя ,

Если попэгоБые уронпи всех компааторов 3 равны, в амллитудные харакеристики KJtrj-чйй 2 иде;; гичны, шаг

квантования преобразователя определяется коэффициентом усиления усилителей 1. Преобразователь имеет логарифмическую характеристику квантования, число уровней квантования определяется количеством каскадов усиления. Дальнейшее увеличение разрядности достигается путем преобразования сигнала аналоговой разности в следующей ступени кодирования.

Таким образом, аналоговые ключи 2 позволяют разрывать цепь сигнала на выходе каждого усилителя при срабатывании соответствующего компаратора, отключая источник помех, что позволяет расширить динамический диапазон преобразователя при сохранении его точности.

Формула изобретения

1. Аналого-цифровой преобразователь амплитудных значений радиоимпульсов, содержащий п по числу уров- ней квантования компараторов, п включенных, последовательно усилителей и блок формирования выходных сигналов, п аналоговых входов которого объединены с аналоговыми входами соответствующих компараторов, выходы которых подключены к соответствующим цифровым входам блока формирования выходных сигналов, (п+1)-й аналоговый вход которого объединен с входом п-го усилителя, а цифровые выходы - являются соответствукщими

, о

/5

0

5 о

5

шинами выходного кода, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразователя, в него введены п ключей, аналоговые входы которых соединены с выходами соответствуклцих усилителей, входы управления - с выходами соответствующих компараторов, а выходы подключены к аналоговым входам соответствующих компараторов, входы управления которых объединены и являются шиной управления, при этом аналоговый выход блока формирования выходного сигнала является выходной шиной аналоговой разности, а (п+1)-й аналоговый вход.является входной шиной.

2. Преобразователь по п. 1, о т- личающийся тем, что блок формирования выходных сигналов вы- полнен на шифраторе, дешифраторе и (п+1) ключах, аналоговые входы котб- рьгх являются соответствующими аналоговыми входами блока формирования выходных сигналов, цифровыми входами которого являются соответствующие входы шифратора, выходы которого соединены с соответствукмцими входами дешифратора, выходы которого подключены к соответствукяцим входам управления ключей, выходы которых объединены и являются аналоговым выходом блока формирования выходных сигналов, цифровыми выходами которого являются соответствующие выходы шиф- . ратора.

Изобретение относится к технике преобразования аналоговых величин в цифровые и может быть использовано в контрольно-измерительных системах. Цель изобретения - расширение динамического диапазона преобразователя. Преобразователь содержит усилители 1 радиоимпульсов, включенные последовательно, ключи 2, компараторы , 3,а также блок 4 формирования выходных сигналов. Усиленные радиоимпульсы по входной шине 5 через открытые ключи 2 поступают на входы компараторов 3 и аналоговые входы блока 4.Срабатывающие компараторы 3 отключают свои входы от выходов соответствующих усилителей 1-с помощью ключей 2 во время действия сигнала управления на шине 6, посредством блока 4 на шинах В выходного кода устанавливается соответствующий код, а на выходной шине 7 устанавливается сигнал аналоговой разности для последующего преобразования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. S Л oS СА 1 05 сд со