Устройство для коррекции погрешности аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1987 года по МПК H03M1/10 

Изобретение относится к автоматике и информационно-измерительной тенике и может быть использовано для коррекции погрешностей аналого-цифровых преобразователей в системах.

Цель изобретения - уменьшение средней относительной погрешности в всем диапазоне преобразования и расширение области применения за счет представления выходного кода в удобной для последующей обработки форме

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит регистр 1 сдвига, счетчик 2 импульсов, формирователь 3 импульсов, D-триггер 4, элементы И-НЕ 5 и 6, шину 7 сигнала окончания аналого-цифрового преобразования (КП), шину 8 тактовой частоты, шины 9 кода числа n-m+p выходных разрядов, шины 10 входного кода, шину П логической единицы, первые и вторые выходные шины 12 и 13, корректируемый аналого-цифровой преобразователь (АЦ-П) 14.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии до появления на шине 7 фронта сигнала окончания преобразования.на прямом выходе D- триггера 4 присутствует уровень логического нуля, а на инверсном выходе - уровень логической единицы (фиг. 2d, е). При этом регистр 1 сдвига находится в режиме Параллельная запись. С появлением на шине 7 фронта сигнала (фиг. 2а) формирователь 3 формирует импульс (фиг. 2Ь, с длительность которого выбрана меньше половины периода тактовой частоты ..

На инверсном выходе формирователя 3 появляется импульс логического нуля, и так как на первом входе элемента И-НЕ 6 присутствует уровень логической единицы, на его выходе появляется импульс (фиг. 2k), по фронту которого в регистр 1 сдвига по информационным входам записывается код результата аналого-цифрового преобразования N АЦП, Перепадом сигнала (логический нуль - логическая единица) на инверсном выходе формирователя 3 (фиг, 2с) D-триггер 4 устанавливается в единичное состояние. При этом нулевой сигнал на

5

0

инверсном выходе D-триггера переводит регистр 1 сдвига в режим Сдвиг (фиг. 2е). Единичный сигнал на прямом выходе D-триггера 4 разрешает прохождение тактовой частоты f через элементы И-НЕ 5 и 6 на входы синхронизации регистра 1 сдвига и счетчика. 2, в который по фронту импульса с прямого выхода формирователя 3 записывается число n-m+p, представлянэщее собой двоичный код числа разрядов выходного результата. По мере поступления тактовых импульсов (фиг. 2k) на входы синхронизации регистра 1 сдвига и счетчика 2 происходят тактированный сдвиг кода в регистре 1 в сторону старших разрядов и вычитание из кода счетчика 2 числа тактовых импульсов.

Процесс сдвига в реги:стре 1 и вычитания в счетчике 2 прекращается с приходом на вход синхронизации регистра 1 фронта п+1-го имПульса

5 тактовой частоты (фиг. 2), так как на выходе дополнительного разряда 0+1 регистра сдвига появляется сигнал, который устанавливает на прямом выходе D-триггера 4 уровень

0логического нуля, запрещающий поступление тактовых импульсов на входы синхронизации регистра 1 и счетчика 2. При этом на выходах п-т старших разрядов регистра 1 сдвига присут2 ствует код, являющийся приближенным Значением мантиссы, а на выходах Q4) ««Qp-i вычитающего- счетчика 2 - код характеристики двоичного лога- рифма результата аналого-цифрового

0 преобразования для.заданного числа разрядов выходного результата.

Таким образом, после тактированного сдвига в младшем разряде мантиссы оказывается один из младших

g разрядов результата аналого-цифрового преобразования, вес которого в связи с дополнительным тактом сдвига IB два раза меньше веса младшего разряда ненорматшзованной мантиссы известного устройства. Это эквивалентно уменьшению вдвое абсолютной погрешности выходного результата, а значит уменьшению колебаний относительной погрешности по всему диапазону преобразования. В случае нулевого результата аналого-цифрового преобразования избыточная информация в Р разрядах выходного результата отсутствует, так как разность между

0

5

заданным числом разрядов выходного результата и полным числом тактов сдвига равна нулю.

Формула изобрете ния

Устройство для коррекции погрешности аналого-цифровых преобразователей, содержащее регистр сдвига, вы- ходы разрядов которого являются соответствующими первыми выходными шинами, счетчик импульсов, выходы которого являются соответствующими вторыми выходными шииами, отличающееся тем, что, с целью уменьшения средней относительной погрешности во всем диапазоне преобразования и расширения области применения за счет представления выходного кода в удобной для Последующей обработки форме, в него введены первый и второй элементы И-НЕ, D-триггер и формирователь импульсов, вход которого является шиной сигнала окончания преобразова

5

0

ния, а прямой выход подключен к входу записи счетчика импульсов, информационные входы которого являются соответствующими шинами кода числа выходных разрядов, а вычитающий вход объединен с входом синхронизации регистра сдвига и подключен к выходу второго элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, первый вход которого является шиной тактовой частоты, а второй вход соединен с прямым выходом D-триггера, инверсный выход которого подключен к входу управления регистра сдвига, информационные входы которого являются соответствующими шинами входного кода, а выход дополнительного разряда соединен с Р-входом D-триггера, D-вход которого является шиной логической единицы, а С-вход объединен с вторым входом второго элемента И-НЕ и подключен к инверсному выходу формирователя импульсов ,

АЦП

б

о-

D и

fl

Urn

фиг.Г

Dn

9 1НП

Sn

П т

f/S

Q

9

n-irji-ff

13

Dp Pk

Я

п

п n-t-T

DO

К

I

Нл.„.лл

Фиг. 2

Составитель В. Войтов Редактор И. Касарда Техред М.Ходанич. Корректор С. Шекмар

Заказ 4444/56 Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

п n-t-T

t

t