Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1988 года по МПК H03M1/38 

«

Риг.1

Изобретение относится ) автоматике и вычислительной технике, а именно к преобразователям информации, и может быть использовано для преобразо- вания аналогового напряжения в последовательный код поля Гапуа.

Цель изобретения - повьшение технологической надежности за счет однородности структуры.

На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит первый многостабильный элемент 1, токоогра- ничивающий элемент 2, выполненный на резисторе, группу компараторов 3, шину 4 опорного напряжения, второй многостабильный элемент 5, элемент 6 нагрузки, выполненный на резисторе тактовую шину 7, делитель 8 напряжения, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, группу элементов И-НЕ 10, шину 11 кода поля Галуа.

На фиг. 2а представлена последовательность импульсов, подаваемая на тактовые вход 7 устройства, на фиг. 25, Ь графики изменения выходных напряжений многостабильных элементов 1 и 5.

Преобразователь работает следующим образом.

Преобразуемое напряжение U подается на шину входного сигнала. На шину 11 постоянно подан инвертированный код поля Галуа. В начале цикла работы преобразователя многостабильные элементы 1 и 5 находятся в исходном состоянии, что соответствует подаче потенциала Uo-uUo , равного

и

MQKC

-ли, гдейи П Ьи и

МО КС

/2

AtoKo предельное значение входного напряжения; ЛУ - шаг квантования входного напряжения по уровню, на первый вход делителя 8 напряжения, подключенного к выходу первого многостабильного элемента 1 и подаче нулевого потенциала на второй вход делителя 8, подключенного к выходу второго многостабильного элемента 5. В компараторах происходит сравнение входного напряжения Uy и опорных напряжений, снимаемых с выходов делителя 8. При этом в зависимости от ; значения входного напряжения U на выходах пропорционального числа компараторов 3, начиная с первого до некоторого К-го, формируется сигнал 1,а на выходах остальных компараторсЕ формируется сигнал О, что соответствует формированию на выходах компараторов 3 параллельного унитарного кода измеренного значения. На выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ формируется позиционный код значения и, что соответствует сигналу 1 на выходе К-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и сигналу О на выходах всех других элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. Полученный код подается на первые входы элементов И-НЕ, что соответствует подаче сигнала 1 на первый вход К-го элемента И-НЕ. Выходы всех элементов И-НЕ с открытым коллектором объединены между собой. Поэтому на выходе преобразователя будет сформирован начальный элемент (бит) р-раз- рядного кода поля Гапуа.

Цикл формирования р-раэрядного последовательного кода поля Галуа, однозначно представляющего измеренное значение входного напряжения U, происходит в устройстве за р тактов. Для считывания информации на тактовы вход устройства 7 подается р импульсов. При этом на выходах многостабилных элементов происходит синхронное ступенчатое увеличение потенциалов. В результате ступенчатого увеличения опорных напряжений на выходах делителя 8 и их сравнения с входньгм напряжением Uy в компараторах последни последовательно срабатывают, формиру на выходе сигнал О, начиная с К-го до (К-р)-го. Это приводит к последовательному считыванию информации шины 11 кода Галуа и ее выдаче на выходе устройства.

В таблице приведен пример преобразования информации в устройстве при N 16; и 7 и и 13.

При реализации устройства дпя кода Галуа длины N 2 как видно из таблицы, в верхней части имеется р нулевых значений. Это позволяет реализовать преобразователь с использованием N-p каналов, что дополнительно уменьшает число наиболее прецизи-. онных элементов устройства (компараторов) и повышает его надежность. Например, при N 16 предлагаемый преобразователь содержит 12 идентич- Щ.1Х каналов с компараторами, что приводит к дополнительному уменьшению числа элементов по сравнению с известным устройством на 25%, уменьшению

абаритов и энергопотребления -и повышению надежности.

Таким образом, предлагаемый преобразователь характеризуется лучшими техническими параметрами по сравнению с известным устройством имеет регулярную структуру, что упрощает его микросхемную реализацию, дополнительно обеспечивает дистанционную пере- дачу в реальном масштабе времени по каналам связи.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий делитель напряжения, группу из И (где И - число уровней квантования напряжения) элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, группу из п компараторов, первые входы которых объединены и являются входной шиной, а вторые входы подключены к соответствующим выходам делителя напряжения, выходы компараторов соединены с первыми входами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и, кроме первого, с вторыми входами последующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы явля- ется шиной единичного потенциала, отличающийся тем, что.

, Q

5

0 5 Q

с целью повышения технологической надежности за счет однородности структуры, в него введены первый и второй многостабильные элементы, элемент нагрузки, выполненный на первом резисторе, токоограничивающий элемент, вьтолненный на втором резисторе, и группа из п элементов И-НЕ, выходы которых объединены и являются выходной щиной, первые входы подключены к выходам соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, а вторые входы являются соответствующими шинами кода поля Галуа, первый потенциальный вход первого многостабильного элемента является шиной опорного напряжения, вьпсод соединен с первым входом делителя напряжения, а второй потенциальный вход через второй резистор подключен к первому потенциальному входу второго многостабильного элемента, выход которого соединен с вторым входом делителя напряжения, второй потенциальный вход является шиной нулевого потенциала, а тактовый вход объединен с тактовым входом первого многостабильного элемента и является тактовой шиной, первый и второй выводы первого резистора являются соответственно входной шиной и шиной нулевого потенциала.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к преобразователям информации. Целью изобретения является повьшение технологической надежности за счет однородности структуры. В устройство, содержащее делитель 8 напряжения, группу компараторов 3, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, резистор 6, введены два многостабильных элемента 1,5, резистор 2, группа элементов И-НЕ 10, шины 11 кода поля Галуа. Устройство может быть использовано для преобразования аналогового напряжения в последовательный код поля Галуа. 1 табл., 2 ил. tfi (Л

HIHIIII lllllilll