Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1987 года по МПК H03M1/38 

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике, в частност к устройствам аналого-дискретного преобразования.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

На чертеже представлена структурная схема аналого-цифрового преобразователя.

Устройство содержит генератор 1 тактовой частоты,счетчик 2 импульсов запоминающий, регистр 3, формировател 4 импульсов обнуления, блок 5 форми- )oвaния максимума, цифроаналоговый преобразователь 6, компаратор 7, логический элемент ИЛИ 8 и регистр 9 сдвига.

Генератор 1 тактовой частоты соединен с тактовым входом регистра 9 сдвига и входом счетчика 2 импульсов информационные выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя 6, формирователя 4 импульса обнуления, блока 5 формиро- вания максимума и информациойным входам запоминающего регистра 3. Выход цифроаналогового преобразователя 6 соединен с первым входом компаратора 7, второй вход которого являет- ся входом 10 устройства. Выход компаратора 7 подключен к первому входу логического элемента ИЛИ 8, второй вход которого соединен с выходом блока 5 формирования максимума, а выход с входом управления регистра 9 сдвига. Последовательный вход и параллельные входы с (К+1)-го по п-й разряд регистра 9 сдвига соединены с шиной потенциала логической 1, параллельные входы с первого по К-й разряд его подключены к выходу регистра 9 сдвига и входу записи запоминающего регистра 3, выходы которого соединены с выходными шинами 11 аналого-цифрового преобразователя. При этом вход обнуления регистра 9 сдвига соединен с выходом формирователя 4 импульса обнуления.

Число К для регистра 9 сдвига вы- бирается из следующего условия:

К / -|- +1,

где Т - период тактовой частоты генератора 1 тактовой частоты; I - максимальная длительность помехи на входе 10 устройства. Информация из регистра 9 сдвига с параллельным вводом выдвигается слев

направо первым разрядом вперед, а потенциал логической 1 в устройстве может быть сформирован, например, с помощью резистивного делителя из напряжения источника питания.

Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

Импульсы от генератора 1 тактовой частоты , приложенные к счетчику 2 импульсов, образуют на его выходе линейно нарастающий код. Этот код циф- роаналоговым преобразователем 6 преобразуется в линейно нарастающее напряжение, поступающее на первый вход компаратора 7. На второй вход компаратора 7 подается входное напряжение с входа 10 устройства. Срабатывание компаратора 7 происходит при равенстве входного напряжения и сигнала с цифроаналогового преобразователя 6,

До срабатывания компаратора 7 . состояние на его выходе, а следовательно, и на входе управления регистра 9 сдвига при условии отсутствия сигнала от блока 5 формирования максимума соответствует режиму параллельной записи информации в момент появления импульсов на его тактовом входе. Учитывая, что в этот период времени на первых К входах регистра 9 сдвига имеется уровень логического О (так как в исходном состоянии регистр 9 сдвига установлен в нулевое состояние), а на остальных входах - уровень логической l, .в первых К разрядах регистра 9 сдвига в это время будет записана . нулевая информация, а в остальных разрядах - единичная информация.

После срабатывания компаратора 7 регистр 9 сдвига переходит в режим Последовательной выдачи записанного в него ранее параллельного кода под действием импульсов генератора 1 тактовой частоты. При этом код, записанный в регистр 9 сдвига, сдвигается вправо к его последовательному выходу. Одновременно происходит заполнение разрядов регистра 9 сдвига слева направо единичной информацией, поступающей с его последовательного входа.

Таким образом, время появления единичного сигнала на последовательном выходе регистра 9 сдвига после срабатывания ком.паратора 7 определяется кодом на выходе регистра 9 сдвига и частотой импульсов генератора 1

1336238

тактовой частоты. При появлении сигнала логической 1 на выходе регистра 9 сдвига производится выдача цифрового кода из счетчика 2 импульсов, р- соответствующего аналоговому напряжению на входе 10 устройства, в запоминающий регистр 3 и далее на выходные шины 11 устройства. Если срабатывание компаратора 7 произошло от поло- 10 жительной помехи, то через время, равное длительности помехи С, компаратор 7 снова перейдет в отключенное состояние. Причем за это время Т перхи, когда при отпускании компаратора 7 регистр 9 сдвига устанавливается в режим параллельной записи, будет повторяться по тактовым импульсам от генератора 1 тактовой частоты запись единичной информации в регистр 9 по всем его параллельным входам,

Для подготовки регистра 9 сдвига к следующему циклу измерения в состав аналого-цифрового преобразователя введен формирователь 4 импульса обнуления, устанавливающий регистр 9 сдвига

в нулевое состояние по некоторому ко- вая логическая 1 сдвигаемого по ре- 15 ду счетчика 2 импульсов в начале цик- гистру 9 сдвига кода не успеет дос- - ла измерения.

тигнуть его выхода, что определяется При превьшении аналоговым входным

напряжением максимального значения выходного напряжения цифроаналогового

соответствующим выбором числа К, указывающего на первоначальное количество разрядов регистра 9 сдвига, в которых перед очередным режимом последовательного сдвига содержится нулевая информация. В этом случае по заднему фронту помехи компаратор 7 сбрасывается, что приведет к переводу регистра 9 сдвига из режима сдвига в .режим параллельной записи. Причем, учитывая, что в первом разряде регистра 9 сдвига находится еще нулевая информация (как указывалось, первая логическая 1 сдвигаемого кода в регистре 9 сдвига за время действия помехи не может дойти до его выхода), в первых К разрядах регистра 9 сдвига будет вновь установлена нулевая информация, а в остальных разрядах - единичная, т.е. регистр 9 сдвига перейдет в исходное состояние, которое он записал перед приходом импульса помехи.

В случае появления отрицательной помехи в тот период времени, когда уже произошло срабатывание компаратора 7 от полезного входного сигнала, происходит отпускание компаратора 7 на время действия т помехи. Однако, несмотря на временное отключе|ние ком- :паратора 7, состояние всего регистра 9 сдвига в течение действия помехи и после нее останется неизменным. При этом во всех разрядах регистра 9 сдвига, как и до появления импульса помехи, будет находиться единичная информация. Действительно, так как до появления помехи на выходе регистра 9 сдвига присутствовал уровень логической 1, который поступал Также и на входы первых К разрядов регистра 9, то в момент появления, поме20 преобразователя 6 компаратор 7 не срабатывает, в запоминаюш 1Й регистр 3 не переписывается код счетчика 2 импульсов, измерения входного сигнала не происходит и в запоминающем регист25 ре 3 остается код предыдущего или, в общем случае, последнего измерения, который может не соответствовать входному сигналу.

Поэтому в состав устройства введен

30 блок 5 формирования максимума, который в конце каждого цикла измерения формирует сигнал записи в запоминающий регистр 3 кода максимум, если выход регистра 9 сдвига находится в нулевом состоянии.

Смещение кода, получаемое в результате задержки фронта сравнения входного сигнала с напряжением цифро- аналогового преобразователя 6 и фронта переписи кода в запоминающий регистр 3, постоянно, не зависит от входного сигнала и может быть учтено в приемнике цифровой информации дан- ного преобразователя либо скомпенси- .,- ровано в операционном усилителе цифроаналогового преобразователя 6 или на входе компаратора 7.

35

40

50

55

Формула изобретен и я

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор тактовой частоты, счетчик импульсов, информационные выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу компаратора, причем второй вход компаратора является входом устрой- ства отличающийся тем.

хи, когда при отпускании компаратора 7 регистр 9 сдвига устанавливается в режим параллельной записи, будет повторяться по тактовым импульсам от генератора 1 тактовой частоты запись единичной информации в регистр 9 по всем его параллельным входам,

Для подготовки регистра 9 сдвига к следующему циклу измерения в состав аналого-цифрового преобразователя введен формирователь 4 импульса обнуления, устанавливающий регистр 9 сдвига

0 преобразователя 6 компаратор 7 не срабатывает, в запоминаюш 1Й регистр 3 не переписывается код счетчика 2 импульсов, измерения входного сигнала не происходит и в запоминающем регист5 ре 3 остается код предыдущего или, в общем случае, последнего измерения, который может не соответствовать входному сигналу.

Поэтому в состав устройства введен

0 блок 5 формирования максимума, который в конце каждого цикла измерения формирует сигнал записи в запоминающий регистр 3 кода максимум, если выход регистра 9 сдвига находится в нулевом состоянии.

Смещение кода, получаемое в результате задержки фронта сравнения входного сигнала с напряжением цифро- аналогового преобразователя 6 и фронта переписи кода в запоминающий регистр 3, постоянно, не зависит от входного сигнала и может быть учтено в приемнике цифровой информации дан- ного преобразователя либо скомпенси- .,- ровано в операционном усилителе цифроаналогового преобразователя 6 или на входе компаратора 7..

5

0

50

55

Формула изобретен и я

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор тактовой частоты, счетчик импульсов, информационные выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу компаратора, причем второй вход компаратора является входом устрой- ства отличающийся тем.

что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены запоминаюпщй регистр,регистр сдвига, формирователь импульса обнуления, блок формирования максимума и логический элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом компаратора, второй вход - с выходом блока формирования максимума.

1336238

хи) соединены с шиной потенциала логической 1, а параллельные входы с первого по К-й разряд подключены к выходу регистра сдвига и входу записи запоминающего регистра, выход генератора тактовой частоты соединен с входом счетчика импульсов и с тактовым входом регистра сдвига, вход обнуле ,,,,,, -.v-. , ВАОД ООНУЛе -

.а л Sr Г. И. КОТОРОГО соед„„е„ с ормира сдвига, последовательный вход и параллельные входы с (К+1)-го по п-й

разрядов которого (причем К , ----Ц ,

где Т - период тактовой частоты, а € - максимальная длительность померователя импульса обнуления, выходы счетчика импульсов соединены с входами блока формирования максимума, формирователя импульса обнуления и ин- 15 формационными входами запоминающего регистра, выходы которого соединены с выходными шинами устройства.

Редактор А. Ворович

Составитель Г. Милославский

Техред И.ПоповичКорректоре. Шекм

Заказ 4055/56-Тираж 901

БНИИПИ 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

1336238

хи) соединены с шиной потенциала логической 1, а параллельные входы с первого по К-й разряд подключены к выходу регистра сдвига и входу записи запоминающего регистра, выход генератора тактовой частоты соединен с входом счетчика импульсов и с тактовым входом регистра сдвига, вход обнуле -.v-. , ВАОД ООНУЛе -

И. КОТОРОГО соед„„е„ с орми О И. КОТОРОГО соед„„е„ с ормирователя импульса обнуления, выходы счетчика импульсов соединены с входами блока формирования максимума, формирователя импульса обнуления и ин- 15 формационными входами запоминающего регистра, выходы которого соединены с выходными шинами устройства.

Подписное

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам аналого- дискретного преобразования, и позволяет повысить помехоустойчивость преобразователя. Цель достигается тем. что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор тактовой частоты, последовательно соединенные счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, компаратор, введены запоминающий регистр, регистр сдвига с параллельным вводом, при этом его последовательный и параллельный входы с (К+1)-го по п-й соединены с шиной логической 1, а параллельные входы с первого по К-й соединены с выходом регистра сдвига и входом записи запоминающего регистра (К / --- +1, где Т - период частоты генератора тактовой частоты; Т - максимальная дли- ; тельность помехи), а также формирователь импульса обнуления регистра сдвига, блок формирования максимума и элемент ИЛИ. В данном преобразователе при наличии импульсных помех исключаются ложная фиксация кода счетчика и несоответствие выходного кода входному сигналу при превышении последним предела преобразования. 1 ил. (Л С