Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1978 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к вычислительиой технике.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержаишй фааоврашатель, генератор опорного напряжения, блок пороговых алемеитов, шифратор, блок регистра числа .

Однако - быстродействие такого устройства невелико.

Известен аналого-цифровой преобразова толь, содержащий рабочий фазовращатель, выход которого соединен с первыми входами ключа первого и второго блоков пороroBbix элементов, выходы первого и второго блоков пороговых элементов через шифраторы соединены с входами первого и второго блоков регистра числа, второй вход первого блока пороговых элементов соединен с выходом генератора опорного напряжения и с первым входом рабочего фазовращателя, второй вход которого соединен с выходом блока компенсирующего тока, второй вход второго блока пороговы апементов соединен с выходом ключа, второй вход которого соединен с выходом

блока управления, вход блока компенсирующего тока соединен с выходом первого блока регистра числа .

Однако это устройство имеет низкое & 1стродействие.

Целью изобретения является повышение быстроцействия.

Цель достигается тем что в аналогопифровой преобразователь, содержащий рабочий фазовращатель, ключ, блок управления, генератор опорного напряжения, два блоки пороговых элементов, два шифратора, два блока регистра числа, блок компенсируюшего , введены дешифратор, дифференциальный усилитель, коммутатор, причем выход дифференциального усилителя соединен со вторым входом блока JCOMпенсирующего тока,., первый вход дифференциального усилителя соединен с выходом рабочего фазовращателя, а второйс Нзгходом коммутатора, первый выход которого соединен с управляющим выходом первого блока пороговых элементов, второй вход коммутатора и третий вход второго блока пороговых элементов соеоикен с выхоцом дешифратора, вход кото рого соединен с выходом первого блока регистра числа. Структурная электрическая схема пре лагаемого устройства приведена на черт же,. Аналого-цифровой преобразователь содержит рабочий фазовращатель 1, гене ратор 2 опорного напряжения, грубую ступень преобразования, состоящую из последовательно включенных блока пороговых элементов 3, шифратора 4 и блока регистра числа 5, блок компенсирующего тока 6, ключ 7, точную ступень преобразователя, состоящую из последовательно включенных блока пороговых элементов 8, шифратора 9 -и блока регистра числа1О, дешифратор 11, комму татор 12, дифференциальный усилитель 13, блок управления 14. На вход коммутатора 12, управляемого дешифратором 11 (который, в СБОЮ очередь, управляется блоком регистра числа 5 грубой ступени преобразования) с блока пороговых элементов 3 грубой ступени преобразования поступают опорные напряжения с фазовыми сдвигами, соответствующими значениям порогов ;грубой ступени преобразования. На вход дифференциального усилителя 13 поступает напряжение с выхода рабочего-фазовращателя 1, сдвиг фазы которого пропорционален величине преобразуемого сигнала. На второй вход диф||)ере циального усилителя 13 с выхода комму татора 12 в соответствии с номером наибольшего из сработавших порогов грубо ступени (т, е. в зависимости от кода в блоке регистра числа 5) поступает опорное напряжение с соответствующим, фазовым сдвигом. Одновременно по команде дешифратора 11 происходит соответствующая перестройка пороговых элементов в блоке поро говых элементов 8 точной ступени преобразования. Выходное напряжение дифференциально го усилителя 13 иммет такие уровень и полярность, которые разрешают блоку компенсирующего тока 6 генерировать нарастаюший ток в обмотку компенсации рабочего фазовращения 1. При этом происходит сдвиг фа;Й11 напряжения на выходе рабочего фазовращателя 1 в направле нии уменьшения значения сдвига фазы. Как только этот сдвиг фазы станет равным значению старшего из сработавших порогов грубой ступени выходное на пряжение дифференциального усилителя 13 изменяет свою величину и полярность запрещая блоку компенсирующего тока 6 увеличивать компенсирующий ток и производить дальнейшую компенсацию сдвига фазы опорного напряжения на выходе рабочего фазовращателя 1. Дифференциальный усилитель 13 определяет интервал времени, в течение кгторого блок компенсирующего тока 6 генерирует нарастающий ток в обмотку компенсации рабочего фазовращателя 1, и интервал времени, в течение которого происходит компенсация сдвига фазы опорного напряжения на выходе рабочего фазовращателя. Дифференциальный усилитель 13 выполняет функцию ограничителя величины компенсирующего тока на заданном уровне (который остается неизменным до окончания процесса преобразования). В результате начальная настройка блока пороговых элементов точной ступени преобразования оказывается совмещенной с уровнем старшего из сработавших пороговых элементов грубой ступени. В процессе кодирования необходимо выполнять две операцииs изменять величину начальной настройки пороговых элементов точной ступени преобразования, т. е. каждый раз за начальный уровень настройки пороговых элементов точной ступени преобразования принимать уровень старшего из сработавших порогов; производить перестройку пороговых элементов точной ступени преобразования, поскольку необходимо неодинаковые интервалы фазовых сдвигов каждый раз дробить на несколько уровней неодинаковой величины. Выполнение первой операции обеспечивается подачей опорного напряжения на блок пороговых элементов точной ступени преобразования с выхода рабочего фазовращателя 1. Выполнение второй операции обеспечивается следуюишм образом: по коду в блоке регистра числа 5 грубой ступени на выходе дешифратора 11 формируется управляющая команда, по которой один из интервалов фазовых сдвигов разбивается на несколько, уровней неодинаковой величины - производится автоматическая перестройка пороговых элементов в блоке 8 точной ступени преобразования. Формул.а изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий рабочий фазовращатель, выход которого соединен с первыми входами ключа первого и .второго блоков пороговых элементов, выходы первого и второго блоков пороговых элементов через шифраторы соединены с входами первого и второго блоков регистра числа второй вход первого блока пороговых элементов, соединен с выходом генератора опорного напряжения и с первым входом рабочего фазовращателя, второй вход которого соединен с выходом блока компенсирующего тока, второй вход второго блока пороговых элементов соединен с выходом ключа, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выхоц которого соединен с первым входом блока компенсирующего тока, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены дешифратор, дифференциальный усилитель, коммутатор, причем выхоц дифферен циального усилителя соединен со вторым входом блока компенсирующего тока, пер 6 16 вход дифференциального уситштеля соединен с выходом рабочего фазовращателя, а второй - с выходом коммутатора, первый вход которого соединен с управляющим выходом первого блока пороговых. элементов, второй вход коммутатора и третий вход второго блока пороговых элементов соединен с выходом дешифратора . вход которого соединен с выходом первого блока регистра числа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Быстродействующий аналого-цифровой преобразователь сигналов низкого уровня, Измерительная техника, 1972, N9 11, с. 2-10. 2.Многоканальный преобразователь сигналов от термопар и термометров сопротивления, Приборы и системы управления. 1972, 8, с. 40-42.