Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1976 года по МПК H03K13/20 

1

Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в цифр0|вой измерительной технике, в системах а1вт0матического коитроЛЯ и у.оравления, в вычислительных комплексах комбинираванного действия.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый и второй время-нмнулысные преОбразователи, выходы которых через соответствующие первый и второй триггеры и ключи соедииены с выходо м генератора импульсов эталонной частоты и входами соответствующих счетчи-ков имоулъсов, выходы которых через элементы И подключены ко входаМ выходного элемента ИЛИ.

Основной недостаток известного устройства состоит в том, что |нри малых и при больщих уровнях входного сигнала отсчеты будут производиться «паЧ|Ка:ми, между которыми окажутся сравнительно больщие интервалы, в течение которых входной сигнал не контролируется.

Отличие нредложенного устройства от известного состоит в том, что с целью повыщения равномерности отсчета иреоб-разуемого сигнала, в него введен блок задержки, состоящий из сдвигового регистра и многор.зрядного элемента И, выход которого нодк.:ючен ко входу «запуск второго время-импульсного преобразователя и соответствующего триггера и входа м «сброс и «считывание соответствующего счетчика импульсов и элементов И, а входы многоразрядного элемента И подключены к выходам разрядов сдвигового регистра и счетчика импульсов первого времяимпульсного преобразователя, выходы которого, крОме выхода младшего разряда, соединены со входами сдвигового регистра, вход «сброс последнего соединен с выходом первого время-им1пульсного прео бразователя, подключепным через элемент задержки к управляющелп .входу сдвигового регистра, триггеру, включенному на выходе первого время|ИМ|Пу„тьаного преобразователя, и входу «за.нуск первого время-импульсного преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема нреобразователя, где 1, 2 - ид-ентичные время-импульсные преобразователи, 3, 4 - триггеры, .5, 6 - ключи, 7 - генератор импульсов эталонной частоты, 8, 9-счетчики импульсов, .10, 11-элементы И, 12 - элемент задержки, ,13 - выходной элемент ИЛИ, 14 -сдвиговый регистр, 15 - многоразрядный элемент И. Число разрядов счетчиков 8, 9 регистра 14 и элементов 10, И, 13 одинаково, число разрядов элемента 15 .на единицу меньше.

Блок задержки образован сдвиговым регистром 14 и многоразрядным элементом И 15.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим вначале фугакциоиирование элементов 1-2.

На вход время-импульсйого преобразователя 1 подано входное напряжение х счетчик .8 и триггер 3 установлены в нуль, при этом ключ 5 закрыт.

Первый старто1вый имлульс подается на запускающий вход время-импулвсного преобразователя 1, а также на единичный вход триггера 3. Этот имшулыс может формироваться внутри устройства одним из обычных спосо.бов (например, .как в цифровых вольтметрах) либо поступать от внешнего блока управления.

В этот -момент нячинается цикл преобразования входного напряжевия в интер1вал времени (Преобразователем 1 (начинается отсчет времени т); установленный теперь в единичное состояние триггер 3 открывает доступ импульсам эталонной частоты с выхода генератора 7 через ключ 5 на вход счетчика 8. Спустя В1ремя т появится импульс на выходе преобразователя 1, возвращающий триггер 3 в нуль, благодаря чему ключ 5 закрывается. На счетчике 8 .к этому моменту зафиксировано число импульсов, пропорциональное т, т. е. пропорциональное входно:му напряжению.

Этот же выходной имиульс прео.бразователя 1 осуществляет следующие функции: производит считывание (передачу на выход) содержимого счетчика 8 (И1мпульс вызывает появление имгпульсов на выходах тех разрядов элемента И 10, которые соединены с разрядами очетчтака 8, содержащими единицу; эти импульсы проходят через элемент ИЛИ 13 на выход всего устройства); сбрасывает в нуль регистр 14; передает содержимое счетчика 8 в регистр 14 (кроме младшего разряда); спустя время, paiBHoe времени задержки элемента 12, сдвигает содержимое регистра 14 на один разряд влево, уста1навли вает триггер 3 в единичное состояние и запускает время-и-мпульсный преобразователь 1.

Легко видеть, что в результате в регистре 14 ока;зывается зафиксированным число, предста1вляющее в двоично М коде половину величины т (с округлением до единицы младшего разряда).

Во втором цикле элементы 1-2 работают аналогично, но в работу включаются и остальные элементы схемы. Как только число

импульсов 1на счетЧ:Ике 8 станет равным числу, хранящемуся в регистре 14 (т. е. как только с момента начала преобразования пройдет время, ра.вное половине длительности предыдущего цикла), появится импульс иа выходе элемента И 15. Этот импульс устанавливает в единичное состояние триггер 4 и запускает время-импульсный преобразователь 2, при этом элементы 4, 6, 9 работают

0 аналогично элементам 1, 3, б.

Таким образом, второй время-импульоный преобразователь запускается вслед за первым спустя половину длительности его последнего интервала т. Преобразователь 1 является, следовательно, «ведущим, а преобразователь 2 - «(Ведомым, адаптирующимся к ведущему, который работает независимо от него в асинхронном режиме. В дальнейшем описанные действия автоматически повторяются.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый и второй в|ремя-импулыаные

5 преобразователи, выходы которых через соответствующие первый и второй триггеры и ключи соединены с выходом генераторов импульсов эталонной частоты и входами соответствующим счетчиков импульсов, выходы которых через элементы И подключены ко входам выходного элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности отсчета преобразуемого сигнала, в него введен блок задержки, состоящий из сдвигового регистра и многоразрядного элемента И, выход которого подключен ко входу «запуск второго время-импульсного преобразователя и соответствующего триггера и входам «сброс и считывание соответствующего счетчика импульсов

0 и элементов И, а входы многоразрядного элемента И подключены к выхода-м разрядов сдвигового регистра и счетчика импульсов первого время-:импульсного преобразователя, выходы которого, крОМе выхода младшего

5 разряда, соединены со входами сдвигового регистра, вход «сброс последнего соединен с выходом первого время-импульсного преобразователя, подключенным через элемент задержки к управляЮщему входу сдвигового

регистра, триггеру, включенному на выходе первого время-импульсного преобразователя, и входу «запуск первого время-импульсного преобразователя.

В ы X. о д

t t t