Интегратор дельта-модулятора Советский патент 1987 года по МПК H03M3/02 

113

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении интегральных адаптивных дельта-модуляторов .

Цель изобретения - повышение точности интегратора за счет расширения его динамического диапазона.

На чертеже изображена функциональная схема интегратора дельта- модулятора с примером выполнения отдельных его частей.

Интегратор дельта-модулятора содержит первый и второй генераторы 1,2 тока, анализатор 3 дельта-моду- лированного сигнала, интегрирующий элемент 4, первьй - третий ключевые элементы 5-7, первую и вторую шины 8 9 питания. На чертеже :обозначены; первьй и второй парафазные входы 10 и 11 и выход 12.

Первьй генератор 1 тока может быт реализован как токовое зеркало на

транзисторах 13-15 первого типа проводимости, например р-п-р типа. При этом эмиттеры транзисторов 13-15 объединены в вывод, база и коллектор транзистора 13 и базы транзисторов 14 и 15 объединены и яв ляются входом, а коллекторы транзисторов ..14, 15 - первым и вторым выходами генератора 1.

Генератор 2 тока также выполнен в виде токового зеркала, но на транзисторах 16 и 17 второго типа проводимости (п-р-п), эмиттеры которых также объединены в общий вывод,- база и коллектор транзистора I6 и база

транзистора 17 объединены и являются перезаряда емкости равен I

вводом,, а коллектор транзистора 17 - выходом генератора 2.

Анализатор 3 дельта-модулирован- ного сигнала реагирует на пачки импульсов одного знака во входном сигнале и может быть выполнен, например, на регистре сдвига, элементе равнозначности и интегрирующем усилителе.

Интегрирующий элемент 4 может быть реализован в виде емкости.

Ключевые элементы 5-7 выполнены на транзисторах второго типа проводимости, базы, эмиттеры и коллекторы которых являются соответственно управляющим входом, информационным входом и выходом соответствующего ключевого элемента.

Вторая шина 9 питания является .шиной нулевого потенциала.

Для точного функциониров тегратора дельта-модулятора ряда и разряда емкости в эл должны быть равны 1 р„„рПри ра

45 значениях L(t) . Тогда до.пжн няться следующее соотношени ., . Точное функциони может быть достигнуто не то счет выбора соответствующег

CQ шения площадей эммитерных п S.,, и S., , но также и за с гих технологических и конст приемов.

Введение ключевых элемен обеспечивает снижение велич ческого перепада на базах т ров 17 и 16 генератора 2 в 200 раз по сравнению с прот благодаря чему пролезание ц

55

Интегратор дельта-модулятора работает следующим образом.

Когда число следующих подряд импульсов одного знака во входной последовательности L(t) превысит наперед заданное число (3-4), анализатор 3 начинает увеличивать задавае- мьй на выход ток I .р,пк- от значения I.,.u до значения I „„„ с постоянной

М И ПМО КС

времени мС. При отсутствии таких пачек импульсов ток на выходе анализатора 3 монотонно спадает с постоянной времени 2 до значения 5 . Токое генератора 1 отражает выходной ток анализатора 3, причем величина тока на выходах (коллекторах) транзисторов 14 и 15 определяется соответственно:

т тV

kownp 1-)

. V15 ко/«пр 15

где К , - коэффициенты передачи токового зеркала соответственно по выходам

5

О Ток

транзисторов 14 и 15. При L(t)0 (низкий потенциал) транзисторы ключевого элемента 7 и генератора 2 открыты, а транзисторы ключевых элементов 5 и 6 закрыты.

коллектора транзистора 17 равен где S и S ,, - отношение

I U 1Т 1(,

5

П 11,

площадей эмиттерных переходов транзисторов 17 и 16 соответственно. Тогда ток перезаряда емкости интегрирующего элемента 4 равен

бЫХ - -15 - М 17

При L(t)l (высокий потенциал) транзисторы элементов 5 и 6 открыты, транзисторы 17,16 и 7 закрыты. Ток

перезаряда емкости равен I

6i.iv

1

IS

Для точного функционирования интегратора дельта-модулятора токи заряда и разряда емкости в элементе 4 должны быть равны 1 р„„рПри различных

значениях L(t) . Тогда до.пжно выполняться следующее соотношение: S „/S ., . Точное функционирование может быть достигнуто не только за счет выбора соответствующего соотно-шения площадей эммитерных переходов S.,, и S., , но также и за счет других технологических и конструктивных приемов.

Введение ключевых элементов 5-7 обеспечивает снижение величины логического перепада на базах транзисторов 17 и 16 генератора 2 в 50- 200 раз по сравнению с прототипом, благодаря чему пролезание цифровой

последовательности L(t) на выход ин- 1тегратора через емкость перехода базаколлектор транзистора 17 уменьшается во столько же раз.

Для нормального функционирования прототипа размах L(t) должен быть сравним с напряжением питания. По-, этому логический перепад на базах транзисторов, эквивалентных транзисторам 17 и 16, составляют 2-15 В при Е, 2-15 В.

В предлагаемом интеграторе величина логического перепада на базах транзисторов 17 и 16 равна 50-100мВ Следовательно, шумы на выходе 12 интегратора также уменьшены и дельта модулятор с таким интегратором может обработать значительно меньше (в 50- 200 раз) входные сигналы.

Кроме того, интегратор обладает большим размахом выходного напряжения Ug(, , которое может изменяться

от 2 и,нас ДО EH-UKSW O напряжение насьш(ения транзистора.

При В, и,, „„,0,1

2 ШХ п

-3 Uj,. I ,7 В, что более чем в 3 раза превышают максимальный размах выходного напряжения для прототипа.

Таким образом, интегратор дельта- модулятора обладает по сравнению с прототипом значительно большим динамическим диапазоном (в 50-700 раз Формула изобретения

Интегратор дельта-модулятора, содержащий анализатор дельта-модулиРедактор Н. Горват

Составитель 0. Ревинский

Техред А.Кравчук Корректор И. Муска

Заказ 5577/57 Тираж 900Подписное

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

рованного сигнала, первый и второй входы которого являются одноименными входами интегратора, выход анализатора дельта-модулированного сигнала соединен с первым входом первого генератора тока, второй вход которого подключен к первой шине питания, второй генератор тока, вторую шину питания и интегрируюш 1й элемент, выход которого является выходом интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности интегратора за счет расширения его динамического диапазона, в интегратор введены ключевые элементы, первый выход первого генератора тока подключен к первому входу второго генератора тока и к управляющему входу и выходу первого ключевого элемента, выходы второго и третьего ключевых элементов соединены соответственно с информационным входом первого ключевого элемента и с вторым входом . второго генератора тока, выход которого объединен с вторым выходом первого генератора тока и подключен к входу интегрирующего элемента, управляющие входы второго и третьего ключевых элементов соединены соответственно с первым и вторым входами интегратора, информационные входы второго и третьего ключевых элементов объединены и подключены к второму источнику питания.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Его использование в интегральных адаптивных дельта-модуляторах позволяет повысить точность интегратора за счет расширения его динамического диапазона. Интегратор дельта-модулятора содержит генераторы 1,2 тока (токовые зеркала), анализатор 3 дель- та-модулированного сигнала, интегрирующий элемент 4 и источник питания. Благодаря введению ключевых элементов 5-7 уменьшается величина сигнала, проникающего на.выход 12. 1 ил. с в (Л оо СП to О5 сл ел