МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬВСЕСОЮЗНАЯПй Советский патент 1972 года по МПК H03M1/18 H03M1/48 

Изобретение относится к устройствам аналого-цифровых преобразователей и может быть использовано в области вычислительной и измерительной техники.

Известны многоканальные аналого-цифровые преобразователи (АЦП), нри построении которых для сокращения объема оборудования используют входной коммутатор и только один преобразователь, образующие взаи.мосвязанную схему.

Однако в известных преобразователях влияние одного узла на другой снижает характеристики всего устройства, что сказывается на скорости работы АЦП, так как нри переключении каналов коммутатора возникают переходные процессы из-за наличия паразитных емкостей в элементах каналов коммутатора, а также из-за наличия реактивных параметров в линиях связи с источниками сигналов.

С целью расширения функциональных возможностей предлагаемое устройство содержит формирующее устройство, управляемый генератор импульсов, выполненный, например, в виде последовательно соединенных схемы «ИЛИ, линии задержки, формирователя сигналов и схемы «И, и логическую схему управления управляемым генератором импульсов, первый вход которой соединен с

выходом формирующего устройства, второй- с первым выходом управляемого генератора импульсов, третий - с устройством управления, первый и второй входы - с оаним из занускающих и с управляющим входом унравляемого генератора импульсов, а третий выход - с устройством управления, одни из входов которого подключен ко входу схемы «ИЛИ и выходу схемы «И управляемого генератора импульсов. Логнческая схема унравления управляемым генератором импульсов содержит формирователь с временной задержкой, два триггера, четыре схемы «И, одни выходы которых подключены соответственно к единичному и нулевому выходам триггеров, причем выход первой схемы «И соединен с одним входом первого триггера н через формирователь с временной задержкой подклк чен ко вторым входам третьей и четвертой схем «И, выход второй схемы «И; соединен с одним входом второго триггера, другие входы триггеров подключены к выходу схемы «ИЛИ управляемого генератора импульсов, вторые вхоаы первой и второй

схемы «И соединены с выходом формирующего устройства. ВЫХОДЫ третьей н четвертой схем «И, соответственно, подключены ко входу схемы «ИЛИ управляемого генератора имнульсов и входу устройства управления.

комбинированный способ преобразования, выполняемый в два такта.

В первом такте, начинающемся при переходном процессе, исиользуется способ поразрядного кодирования, а во втором - снособ последовательного накоиления.

На фиг. 1 дана схема предлагаемого многоканального аналого-цифрового преобразователя; па фиг. 2 - временные диаграммы, ноясняющие нредлагаемый АЦП.

Схема многоканального АЦП состоит кз коммутатора каналов J, сравниваюгцего устройства 2, цифро-аналогового преобразователя 3, реверсивного счетчика 4 и устройства управления 5, при этом один из входных сигпалов 6, иостунающих от источников информации, с помощью коммутатора подключается к сравнивающему устройству. Преобразование начинается но сигналу 7, поданному на вход устройства уиравлеиия, а результат преобразования снимается с выходом 8 регистра - реверсивного -счетчика.

Узел управляемого генератора имнульсо5 представляет сабой схему из последозатель110 соединенных в кольцо схемы «ИЛИ 9, линии задержки 10, формирователя // и с.кемы «И 12.

Узел логической схемы управления УГИ и выработки-сигналов окончания преобразования содержит формирователь с временной задержкой 13, два триггера (триггер 14 для управления УГИ ц триггер 15 для формирования сигиала запрета окончания преобра зования) с соответствующими схемами «И J6-19.

Формирователь импульсов в моменты срабатываиия сравнивающего устройства 20 представляет собой схему, вырабатывагощую импульсные выходные сигналы от положительных И отрицательных перепадов уровней входных сигналов.

Показаиные на фиг. 2 взаимосвязи элементов и узлов обеспечивают работу АЦП в гдаптивном режиме преобразования аналоговых сигналов, при этом, начиная с импульса 25 запуска (фиг. 1), поступающего на вход 21 схемы «ИЛИ от устройства уиравлеиия АЦП, УГИ вырабатывает сигналы 26 иоследовательиого накопления (фиг. 1), возникающие на выходе 22.

В дальнейшем преобразователь автоматически меняет 1СВОЙ режим работы (накопление или оценка скорости изменения преобразуемого сигнала) в зависимости от вида переходного процесса на входе АЦП.

В координатах напряжения - время показан процесс преобразования подключаемого сигнала а при переходном процессе в сигнале б и формирование компенсирующего сигнала в во временных отрезках г-з.

мированные в моменты нерепадов уровней выходных сигналов сравнивающего устройства во втором такте, выходные сигналы 28 сравнивающего устройства, сигнал 29 разрещеиия режима последовательного накопления (счета), сигнал 30 запрета окончания преобразователя, импульсы 31, по которым прово дится оценка скорости изменения преобразуемого сигнала и импульс 32 окончания

иреобразования.

Преобразование начинается в .MOMCIIT временного отрезка ж при неустановившемся входном сигнале и в течение временного отрезка 3 выполняется поразрядное кодирование. Затем по сигналу импульса 2о включается в работу устройство, обеспечивающее адаптивный режим работы преобразователя. Для переходного процесса на входе АЦП с изменением сигнала от 1меиьщего з ачеиия к боль0 щему за Ере менной отрезок и происходит увеличение компенсирующего сигнала до прсвь:щения над преобразуемым путем накопления единичных прнращений. Для переходного процесса с изменением сигнала от большего зна5 чсния к меньщему аналогичным образом УМеньшается компенсирующий сигнал до изменения знака разности между преобразуемым и компенсирующим сигналами.

За временной отрезок и устраняются дп :а0 мические иогрещности, которые могут возникнуть в первом такте работы преобразователя, но переходной процесс для некоторых С1:гналов за это время может еще не окончиться, поэтому проводится оценка скорости из.менеиия

преобразуемого сигнала. С этой целью последний уровень компенсирующего сигиала остается без изменений в течение временного отрезка л, равного т.

Если в этот нро.межуток времени сравниразрешающей сиосоовающее устройство

постью Переключается, то скорость изменения сигнала превышает - , и значение преобразуемого сигнала б отличается от входного сигнала а на величину, иревышающую 4. В этом случае процесс последовательного накопления необходимо продолжить, что разрешается сигналом 29, а сигнал 30 запрещает окончание преобразования. Если при этом сравнивающее устройство во временном отрезке 3 не переключается, то скорость изме4пения сигнала о не нревышает - , и процесс

преобразования можно закончить, так как зна5 чение преобразуемого сигпала отличается от значения входного сигнала иа величину 4f/ и ие нревыщающую 4. Процесс преобразования закаичивается в момеит времени ti по сигналу импульса 32. Следовательно, во втором такте работы преобразователь приспосабливается к виду переходного процесса на входе АЦП, и иреобразование для большинства сигналов заканчивается к моменту их установления, что устраняет потери врел1ени от различных по 5 длительности переходных процессов.

Для реализации адаптивного режима работы (фиг. 1) АЦП должен содержать элементы памяти (для формирования сигналов 29 и 30), элементы временной задержки (для формирования сигналов 26 и 31), логические элементы «И и «ИЛИ, объединенные в три узла: унравляемый генератор импульсов режима послеаовательного накопления (УГИ), логическая схема управления УГИ н выра ботки сигналов окончания преобразования п формирователь Емпульсов от перепадов уровней выходных сигналов сравнивающего устройства.

Если скорость изменения сигнала не превышает допустимую (окончание переходного процесса) и компенсирующий сигнал отличается от преобразуемого на величину, пе превышающую допустимую погрешность, то преобразование заканчивается по сигналу 32 (фиг. 1), который возникает на выходе 23 схе мы 19.

Такой рсЖИМ работы АЦП не только минимизирует затраты времени па выполнение нреобразовання, но и повышает достоверность результата преобразования, так как автоматическн в процессе преобразования устраняются возникающие ошибки, и преобразование заканчивается только нри вынолнении перечисленных условий.

Предлагаемая схема адаптирующегося АЦП дает наибольшую эффективность по сравнению с известными вариантами в многоканальных устройствах, в которых при переключении каналов коммутатора имеют место различные но длительности переходные процессы, например, из-за резко отличающихся параметров каналов (различные длины линий связи с источниками сигналов, различные параметры используемых входных фильтро, и т. д.).

Предмет изобретения

1. /Многоканальный аналого-цифровой преобразователь, содержащий соединенные последовательно коммутатор, сравнивающее устройство, цифроаналоговый преобразователь, реверсивный счетчик и устройство управления, отличающийся тем, что, с целью расширения ф}-нкциопальных возмол-сностей устройства, он содержит формирующее устройство, управляемый генератор импульсов, вынолненный, например, в виде последовательно соединенных схе.мы «ИЛР1, линии задержкн, формирователя сигналов н схемы «И, и логическую схему управления унравляемы.м генератором иль пульсов, нервый вход которой соединен с выходом формирующего устройства, второй - с нервым выходом унравляемого генератора цмпульсов, третий - с устройством управления, первый и второй выходы - с однн.м из запускающих и с управляющим входом управляемого генератора импульсов, а третий выход - с устройством управления, один из входов которого подключен ко входу схемы «ИЛИ н вы.ходу схемы «И управляемого генератора нмпульсос.

2. Преобразователь по н. 1. отличающийся тем. что в нем логическая схема управлеН1;я управляемым генератором имнульсов содержит формирователь с временной задерж кой. два триггера, четыре схемы «И, одни входы которых нодключены соответствен1ю к сди н;чному н нулевому выходам триггеров, HpH4eN: выход нспвой схемы «И соедннен с ОДПИЛ1 входом первого триггера и через формирователь с временной задержкой подключен ко вторым входам третьей н четвертой схем «И, выход второй схемы «PI соединен с одним входом второго трнггера. другие входы триггеров подключены к выходу схемы «ИЛИ управляемого генератора импульсов, вторые входы первой н второй схемы «И соединены с выходом формирующего устройства, выходы третьей и четвертоГ схем «И, соответственно, подключены ко входу схемы «ИЛИ унравляемого генератора нмпульсов п входу устройства управлення.

.,

2723 Jt