Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1990 года по МПК H03M1/46 

Изобретение относится к вычислительной и цифровой измерительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговых величин в цифровые.

Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности преобразования разнополярных напряжений.

На фиг 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - схема блока запрета импульсов; на фиг. 3 - временная диаграмма его работы.

Аналого-цифровой преобразователь содержит входную шину 1, блок 2 сравнения, выполненный на входном устройстве 3 и элементе 4 сравнения токов, преобразователь 5 код - ток, регистр 6 сдвига, блок 7 элементов ИЛИ, регистр 8 последовательного приближения, блок 9 задержки, генератор 10 импульсов, блок 11 запрета импульсов, источник 12 тока знакового разряда преобразователя 5 код - ток. Блок 11 запрета импульсов содержит первый триггер 13, одновибратор 14, второй триггер 15, элемент И 16.

Устройство работает следующим образом.

i На входную шину 1 устройства поступает аналоговый сигнал Авк . Входное устройство 3 преобразует этот сигнал во входной ток 18х, поступающий на вход элемента 4 сравнения токов.

На первом такте преобразования входной аналоговой величины А в выходной код К вых по сигналу генератора 10 импульсов устанавливается в

сп

СП

о

0

1C

единичное состояние n-ый (старший) разряд регистра 8 последовательного приближения и в регистр 6 сдвига по сигналу блока 11 запрета импульсов записывается кодовая комбинация К.огм Через блок 7 элементов ИЛИ кодовые комбинации К„ и Кдоо ,е выходов регисра 8 последовательности приближения и регистра 6 сдвига соответственно поступают на входы источника 12 тока знакового разряда преобразователя код - ток и преобразователя 5 код - ток. На вход источника 12 тока знакового разряда преобразователя код - ток поступает n-ый разряд кодовой комбинации с выхода регистра 8 последовательного приближения. Токи с выходов преобразователя 5 код - ток и источника 12 тока знакового разряда преобразователя код - ток суммируются и поступают на вход элемента сравнения токов

в,

+ I

«доп,

Сравнение компенсирующего тока IK и входного тока 1ОА производится при помощи элемента 4 сравнения токов, причем выходной сигнал Y- этого блока удовлетворяет условию

Б

1

Если в результате сравнения Y;1- 1, то n-ый разряд остается в единичном состоянии, если Y, 0, то n-ый разряд устанавливается в нулевое состояние „

На втором такте аналого-цифрового преобразования происходит включение следующего (п-1)-го разряда в регистре 8 последовательного приближения по сигналу генератора 10 импульсов. Содержимое регистра 6 сдвига остается без изменений. Блок 11 запрета импульсов запрещает поступление синхроимпульса на регистр б сдвига, и сдвига содержимого не происходит. При этом на входе элемента сравнения токов появится ток I

Ч

1а

+ i

П-1

&

A on 1

-В

i результате сравнения входного и компенсирующего I u . токов элементом 4 сравнения токов (,п-1)-ый разряд либо устанавливается в нуле

вое состояние (), либо остается в единичном состоянии ().

На третьем такте работы устройства происходит включение следующего (гг-2)-го разряда в регистре 8 последовательного приближения. Одновременно в регистре 6 сдвига по сигналу блока 11 запрета импульсов происходит сдвиг содержимого на один разряд вправо. Компенсирующий ток Ik , поступающий на элемент 4 сравнения токов равен сумме

15

э

-Чл.

f,cn г

0

5

Аналогично описанному выполняется сравнение входного i 6х и компенсирующего IКэ токов.

Работа устройства на любом j-ом такте происходит аналогично. В регистре 8 последовательного приближения устанавливается в единичное состояние (n-j)-bM разряд, в регистре 6 сдвига происходит сдвиг содержимого на один разряд вправо. На вход элемента сравнения токов поступает компенсирующий ток I

Kj

который сравнивается с входным током 1Ьх

при помощи элемента

сравнения то

ков. По сигналу YJ элемента сравнения токов (n-j)-bju разряд либо остается в единичном состоянии (Y --1), либо устанавливается в нулевое состояние (). Работа устройства заканчивается на n-ом такте поразрядного кодирования.

На выходной шине устройства появляется код КЙЬ(Х, являющийся цифровым эквивалентом входного аналогового сигнала А вх.

Формула изобретения

1. Аналого-цифровой преобразова- тель, содержащий блок сравнения, первый вход которого является входной шиной, регистр последовательного приближения, выходы которого с первого по (п- 2)-и (где п.-число разрядов) соединены с первыми входами блока элементов ИЛИ и являются первой группой выходов выходной шины, к вторым входам блока элементов ИЛИ подключены выходы регистра сдвига с первого по (п-З)-й, выходы блока элементов ИЛИ с первого по (п-2)-и подключены к соответствующим входам преобразователя код - ток, выход которого подключен к второму входу

блока сравнения, выход которого пЪд- ключен к информационному входу регистра последовательного приближения, генератор импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения преобразования раэ- нополярных напряжений, в него введены блок запрета импульсов, блок задержки и источник тока знакового разряда, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, п-й и (п-1)-й выходы регистра последовательного приближения соединены соответственно с управляющим входом источника тока знакового разряда и (п-1)-м входом преобразователя код - ток и являются второй группой выходо выходной иины, выход генератора импульсов подключен к входу блока задержки и первому входу блока запрета импульсов, к второму входу которого подключен выход блока задержки, к третьему входу - выход Конец преобразования регистра последовательног приближения, который соединен с первым управляющим входом регистра сдвига, к второму управляющему входу которого подключен выход блока запрета импульсов, вход генератора импульсов является шиной запуска, а выход блока задержки соединен с тактовым входом регистра последовательного приближения.

2. Преобразователь по п. отличающийся тем, что блок запрета импульсов выполнен на первом и втором триггерах, одновибраторе и элементе И, выход которого является выходом блока, первый вход является вторым входом блока, а второй вход соединен с инверсным выходом первого триггера, D-вход которого является общей шиной, С-вход объединен с С-входом второго триггера и является первым входом блока, третьим входом которого является S-вход второго триггера, D-вход которого является общей шиной, а выход через одновибра- тор подключен к S-входу первого триггера.

Изобретение относится к вычислительной и цифровой измерительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговых величин в цифровые. Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности преобразования разнополярных напряжений. Аналого-цифровой преобразователь содержит блок сравнения, выполненный на входном устройстве и элементе сравнения токов, преобразователь кодток, регистр сдвига, блок элементов ИЛИ, регистр последовательного приближения, блок задержки, генератор импульсов, блок запрета импульсов, источник тока знакового разряда преобразователя код-ток. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Ч

ф1/.1