Параллельно-последовательный аналогоцифровой преобразователь Советский патент 1977 года по МПК H03K13/08 

ны к входу регистра, а выход последнего к входу ЦАП 2. В этом преобразователе, как и в уйЬмяну том выше, сопротивление нагрузки ЦАП функционально входит в состав делителя и определяет номинал его резисторов, изменение которого поэтому невозможно без нарушения работоспособности АЦП. Между тем от номинала резисторов делителя зависит число компараторов, обусловливаюшее в свою очередь возможность увеличения быстродейстъия АЦП. В HSBecTiwx преобразователях с увеличением числе сомпараторов увелияквается общее сопротивление делителя, что приводит к возрастанию статяческой погрешности за: счет входных токов компараторов и к увеличению постоянной времени их входной цепи, особенно при работе АЦП в условиах изменяющихся темпера тур.. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности преобразователя. Поставленная цель достигается там, что в предлагаемый аналого-цифровой параллель ио-последовательный преобразователь, содер жаший компараторы, выходы которых подключены к шифратору, соединенному с первы входами элементов И, вторые входы которы подключены к распределителю импульсов, дблитель напряжения, включенный между одшми входами компараторов и выходами управляемого генератора тока, регистр, под ключенный к выходам элементов И, и цифро аналоговый преобразователь, соединенный с выходом регистра, введен дополнительный управляемый генератор тока, входы которог подключены к выходам распределителя импульсов, а выход - к нижнему зажиму делителя напряжения.. На чертеже приведена функциональная сх ма предлагаемого параллельно-последовательного АЦП. АЦП содержит N компараторов 1, одни входы которых присоединены к источнику измеряемого сигнала, а другие - к выходагч делителя 2 напряжения. Выходы компараторов 1 подключены к входу шифратора 3, вы ходы которого соответственно соединены с одними из входов элементов И 4. Вторые входы элементов И 4 подключены к выходам распредегжтеля 5 импульсов, а выход каждого элемента И - к одному из устаноБ ных входов триггеров регистра 6, Выход регистра 6 соединен с входом ЦА П 7, а выход последнего подключен к входу делителя 2. К кон- цам делителя подключены управляемые генераторы тока 8, 9, входы которых присоединены к распределителю 5 имггульсоВг Выход ЦЛП 7 может быть присоединен к любой точке делителя, при этом и.-.:-;еняется исходное состояние триггеров регистра, оно должно быть строго определено для каждого случая. Параллельно-последовательный АЦП работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры регистра 6 находятся в состоянии О, соответстве но и выходное напряжение ЦАП 7 тоже равно нулю. Ген аторы 8, 9 вырабатывают максимальные по величине токи, причем эти токи равны между собой н противоположны по направлению. Под воздействием токов генераторов 8, 9, протекающих через делитель 2, пороги срабатывания компараторов 1устанавливаются такими, что весь диапазон изменения входной величины оказывается разбит на 2 зон, где rt - число параллельно определяемых двоичных разрядов. По состоянию кооператоров 1 определяется, в какой из зон находится входной сигнал. Шифратор 3 преобразует К -разрядный унитарный код в; п -разрядный двоичный причем п Импульсами распределителя 5 через посредство элементов И 4 и код старших разрядов заносится в регистр 6. На выходе ЦАП 7 устанавливается напряжение, эквивалентное значению кода старших разрядов. Одновременно токи управляемых генераторов 8, 9 уменьшаются в N + 1 раз, вследствие чего падение напряжения на резисторах делителя 2уменьшается во столько же раз. Таким образом, на втором такте,после затухания переходных процессов в делителе, производится определение следующих п - разрядов двоичного кода. При этом преобразуемое напряжение сравнивается с напряжением на втором входе .1 -го компаратора, равным i.jCT rr-4-t-Uuan rne D -диапазон измерения входнего напряжения; - напряжение на выходе ЦАП) 7. Ширина зоны срабатывания двух соседних компараторов на втором такте равна ум7Г)2 последнем - , Предпоследним импульсом распределителя 5 код младших разрядов заноситг:я в триггеры регистра 6, не связанные с ЦАП 7. Наконец, последним импульсом распределителя 5 триггеры регистра 6 устанавливаются в исходное состояние. Число переключателей тока в управляемых генераторах 8, 9 на единицу меньше числа тактов, поско;шку миним.альиые токи не коммутируются. Разность этих токов подбирается такой величины и знака,чтобы скомпенсировать суммарный входной ток компаратора. В описанном параллельно-последователь ном АЦП значение номинала нагрузочного резистора ЦАП не связано со значением номинала резисторов делителя и поэтому номинал резисторов делителя может быть выбран значительно меньнгам, чем в известных АЦП. Уменьшение номинала резисторов делителя позволяет значительно улучшить метрологические характеристики преобразователя. Под действием входных токов неоднородность зон срабатывания (дифференциальная нелинейность) компараторов уменьшается в JM-1 раз. Например, при 15 компараторах в блоке обусловленная.этим фзктором статическая погрешность уменьшается в 14 раз.Уменьшение времени установления компенсационного напркакения на входе компагратора, самого удаленного от ЦЛП, приводит к сокращению длительности такта и ув личению быстродействия АЦП. Еще существеннее помогает повысить быстродействие АЦП возможность увеличить количество па раллельно определяемых разрядов путем увеличения числа компараторов при одновре менном умень1цении номинала резисторов д лителя, что возможно в силу зависимости li -fetФормула изобретения Параллельно-последовательный аналогоцифровой преобразователь, содержащий компараторы, выходы которых подключены к шифратору, соединенному с первыми входами элементов И, вторые входы которых подключейы к распределителю импульсов, делитель напряжения, включенный между одними входами компараторов и вы;4одами управляемого генератора тока, регистр, подключенный к выходам элементов И, и цифро-аналоговый преобразователь, соединенный с выходом регистра, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышьния быстродействия и точности, он содержит дополнительный управляемый генератор тока, входы которого подключены к выходам распределителя импульсов, а выход - к нижнему зажиму делителя напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское . свидетельство СССР 1 407423, М.Кл Н 03 К 13/18, 23.02.72.. 2.David Т. HaeschePe, Jr/Aiia Eog-lo-d d laE/d g totF-to-a toPog conversion teckmques Jown WJ Eey ,USA,i968,p413-U6.