Следящий аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1991 года по МПК H03M1/48 

(Л

Изобретение относится к устройствам преобразования аналоговых величин в цифровые и может быть использовано в области связи, вычислительной и измерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение динамических погрешностей. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 управления, реверсивный счетчик 3, блок 4 выделения модуля, цифроаналоговые преобразователи 5, 6, регистр 7 сдвига, блок 8 выделения разности, сравнивающие устройства 9, 10, делители 11, 12 напряжения, ключ 13, переключатель 14, элементы И 15 - 17, элемент НЕ 18, элемент 19 задержки с соответствующими связями. 1 ил.

о о

NO

ю

00

Изобретение относится к устройствам преобразования аналоговых величин в цифровые и может быть использовано в области связи, вычислительной и измерительной техники.

Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение динамических погрешностей.

На чертеже представлена структурная схема следящего аналого-цифрового преобразователя.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 управления, реверсивный счетчик 3, блок выделения модуля, первый 5 и второй 6 цифроаналоговые преобразователи, регистр 7 сдвига, блок 8 выделения разности, первое 9 и второе 10 сравнивающие устройства, первый 11 и второй 12 делители напряжения, ключ 13, переключатель 14, первый 15, второй 16 и третий 17 элементы И, элемент НЕ 18 и элемент 19 задержки.

Регистр 7 сдвига, в одном из разрядов которого всегда есть 1, управляется импульсами, подаваемыми на его входы. При подаче импульса на первый вход (с выхода ключа 13) происходит сдвиг 1 на один разряд вправо (в сторону младшего разряда), а при подаче импульса на второй вход (с четвертого выхода блока 2 управления) происходит сдвиг 1 влево. Ключ 13 управляется младшим разрядом регистра 7 сдвига, если в младшем разряде 1, ключ 13 разомкнут и импульсы сдвига вправо через него на первый вход регистра 7 сдвига не проходят.

Напряжение Ue на выходе второго циф- роаналогового преобразователя 6 равно весу того разряда реверсивного счетчика 3, на вход которого подается высокий потенциал с разряда регистра 7 сдвига, содержащего 1, и может принимать значения 2 А ,

21Д,2 2ДГ... 2 ПД , где Д - величина шага квантования.

На выходе вычитающего блока 8 формируется напряжение

Ди - Ux - Us,

где Ux - напряжение преобразуемой величины;

Us напряжение на выходе первого цифроаналогового преобразователя 5, соответствующее выходному коду устройства.

Коэффициент передачи делителя 11 равен 1/2, а делителя 12 равен 1/3.

Напряжение, соответствующее информационной 1, устанавливается на выходе сравнивающего устройства 9 при выполнении условия

IAUH

и

0)

а на выходе сравнивающего устройства 10 - при выполнении условия

Ґ(2.

По каждому импульсу генератора 1 тактовых импульсов устройство работает в два такта Запись - сдвиг.

Первый такт Запись. Если условие (1) не выполняется, импульс с генератора 1 тактовых импульсов через элемент И 17 и пере- ключатель 14, положение которого определяется знаком напряжения Ди, подаваемого на его управляющий вход, поступает на суммирующий (при Ди 0) или

вычитающий (при Ди О) вход реверсивного счетчика 3, в котором происходит суммирование или вычитание 1 в том разряде, на который подается 1 из разряда регистра 7 сдвига.

Если же условие (1) выполняется, то на выходе сравнивающего устройства 9 будет 1, а с выхода элемента НЕ 18 на вход элемента И 17 подается О, что запретит прохождение импульса на реверсивный

счетчик 3 и его состояние останется неизменным.

Второй такт Сдвиг. Он начинается с появления импульса генератора 1 тактовых импульсов на выходе элемента 19 задержки,

причем время задержки должно быть не меньше времени переходных процессов в реверсивном счетчике 3 при сложении (вычитании) 1 и срабатывании цифроаналого- вых преобразователей 5 и 6. Если

выполняется условие (1), с выхода сравнивающего устройства 9 на вход элемента И 16 подается 1, что разрешает прохождение импульса генератора 1 тактовых импульсов с выхода элемента 19 задержки, через элемент И 16, ключ 13 на первый вход регистра 7 сдвига, в котором происходит сдвиг единицы на один разряд вправо, причем сдвига не произойдет, когда 1 находится в самом младшем разряде регистра 7 сдвига, так как

в этом случае ключ 13 разомкнут.

Если выполняется условие (2), с выхода сравнивающего устройства 10 на вход элемента И 15 подается Г,что разрешает прохождение импульса генератора 1 тактовых импульсов с выхода элемента 19 задержки, через элемент И 15, на второй вход регистра 7 сдвига, в котором происходит сдвиг 1 на один разряд влево.

Если же ни одно из условий (1) и (2) не выполняется, то ни на один из входов регистра 7 сдвига импульс сдвига не пройдет, так как элементы И 15 и 16 закрыты сигналом О, подаваемым с выходов соответственно сравнивающих устройств 10 и 9. А это означает, что в следующем цикле Запись - сдвиг должен быть подвергнут коррекции тот же разряд выходного кода.

Формула изобретения 1. Следящий аналого-цифровой преобразователь,содержащий генератор тактовых импульсов, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы которого соединены с первым и вторым выходами блока управления, выходы - с соответствующими входами первого цифроаналогового преобразователя, автономные входы разрядов реверсивного счетчика объединены с соответствующими входами второго цифроаналогового преобразователя и соединены с соответствующими выходами регистра сдвига, выход первого сравнивающего устройства соединен с первым входом блока управления, первый вход - с выходом блока выделения модуля, вход которого соединен с выходом блока выделения разности, первый вход которого соединен с выходом первого цифро- аналогового преобразователя, входы которого являются выходной шиной, а второй вход блока выделения разности является входной шиной, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения динамических погрешностей, введены второе сравнивающее устройство, первый и второй делители напряжения и ключ, выход которого соединен с первым входом регистра сдвига, управляющий и информационные входы - соответственно с выходом младшего разряда регистра сдвига и третьим выходом блока управ ления, четвертый выход которого соединен с вторым входом регистра сдвига, выход

второго цифроаналогового преобразователя соединен с входом первого делителя напряжения, выход которого соединен с первыми входами первого и второго сравнивающих устройств, выход блока выделения

разности соединен с третьим входом блока управления, четвертый вход которого соединен с выходом второго сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с выходом второго делителя напряжения,

вход которого соединен с выходом блока выделения модуля.

элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход элемента задержки соединен с первым входом третьего элемента И и вторым входом второго элемента И, выход которого является третьим выходом блока, а второй вход и выход первого элемента И являются соответственно четвертыми входом и выходом блока.