Преобразователь напряжение-код Советский патент 1979 года по МПК H03K13/17 

Изобретение относится к области вычислительной измерительной техники и может быть использовано в электронных устройствах различного назначения .для цифрового кодирования аналоговых сигналов.

Известен преобразователь напряжениекод, содержащий последовательную цепь пороговых элементов (компараторов), число которых равно числу разрядов преобразуемого двоичного кода п, параллельных сумматоров на эталонных резисторах, в которых старшие разряды управляют подачей в последующие каскады соответствующих весовых токов (напряжений), управление осуществляется путем формирования на выходе компараторов эталонных уровней напряжения 1. Однако трудности формирования эталонных уровней с высокой точностью ограничивают возможности построения устройства с числом разрядов более четырех.

Известен также преобразователь напряжения-код, Содержащий в каждом разряде компаратор и матрицу весовых переключаемых резисторов (кроме старшего разряда), причем вход устройства подключен к каждому компаратору параллельно, а выходы компараторов подключены через коммутаторы к соответствующим весовым резисторам последующих (ниже старшего) каскадов преобразователя напряжение-код 2.

Однако такой преобразователь имеет ограниченные функциональные возможности.

Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей и поЬыщение быстродействия.

Цель достигается тем, что в преобразователь напряжение-код, содержащий последовательно соединенные пороговые элементы и матрицы переключаемых резисторов, введены D-триггеры и логические блоки, причем выходы каждого пороговосо элемента соединены со входами логических блоков,

5 выходы которых, кроме выхода логического блока первого разряда, соединены с соответствующими входами матриц переключаемых резисторов, при этом в каждом логическом блоке первый вход первого двухвходового элемента И подключен к выходу по0рогового элемента, а первый вход второго двухвходового элемента И подключен к выходу элемента ИЛИ, к входу которого подсоединены выходы обоих двухвходовых элементов И, вторрле входы которых соединены с прямым и инверсным выходами D-триггера соответствующего каскада устройства, причем D-трнгтеры всех каскадов соединены последовательно друг с другом.

Структурная электрическая схема преобразователя напряжение-код приведена на чертеже.

Предлагаемый преобразователь содер. жит пороговые элементы 1, логические блоки 2 матрицы 3 переключаемых резисторов, D-триггеры 4,. шину 5 подачи эталонного напряжения, шину 6 подачи аналогового сигнала, резистор 7, шину 8 подачи тактовых импульсов, шину 9 запускающего импульс, шину 10 напряжения обнуления.

На один вход двухвходового эле.мента И логического блока 2 каждого каскада поступает сигнал с выхода порогового элемента 1, а на другой вход элемента И - разрешающий импульс с одного плеча дополнительного D-триггера 4. На один вход второго двухвходового элемента И поступает сигнал с выхода логического блока 2, а на, второй вход второго элемента И - запрещающий сигнал со второго плеча дополнительного D-триггера 4. Выходы элементов И объединены на элементе ИЛИ, являющимся цифровым выходом данного разряда устройства. В момент подачи разрешающего импульса происходит разрыв цепи обратной связи ло-. гического блока 2 и перевод ее из режима памяти в режим усиления, т.е. режим передачи выходного уровня порогового элемента 1 данного разряда на последующие каскады устройства. При выключении разрешающего импульса логический блок 2 снова переводится в режим памяти и фиксирует на выходе состояние порогового элемента 1 в этот момент. Аналогично происходит работа логических блоков 2 в последующих каскадах устройства. Для реализации правильного процесса .кодирования, исключающего ошибки, и повышения скорости преобразованкя (в два - четыре раза) по сравнению с преобразователем напряжение-код поразрядного взвешивания, разрешающие импульсы в последовательных каскадах устройства, должны быть смещены относительно друг друга на величину Д t (где to - тактовый период синхроимпульсов). Для формирования разрещающих импульсов в каждом каскаде устройства используются дополнительные D-триггеры 4, соединенные последовательно, обеспечивающие сдвиг импульсов между разрядами на половину периода тактовых импульсов.

Преобразователь напряжение-код начинает работать с .момента подачи запускающего и.мпульса на шину 9. Для перехода преобразователя в несинхронный режи.м входы всех D-триггеров 4 обнуляются путем подачи уровня логической 1 на вход шины 10, и логические блоки 2 переводятся в режим усиления.

Использование новых элементов - логических блоков и D-триггеров позволяет.применять преобразователь как в несинхронном (следящем), так и в синхронном режимах работы, причем в последнем случае преобразователь одновременно выполняет функции амплитудного кодирования и временного квантования с улучшенными по сравнению с несинхронным режимом временными характеристиками за счет тактирования работы каскадов.

Формула изобретения

Преобразователь напряжение-код, содержащий последовательно соединенные пороговые элементы и матрицы переключаемых резисторов Б каждом каскаде устройства, кроме старщего разряда, входы пороговых элементов через резисторы соединены с шиной подачи аналогового сигнала, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей и повышения быстродействия, введены D-триггеры и логические блоки, причем выходы каждого порогового элемента соединены со входами логических блоков, выходы которых, кроме выхода логического блока первого разряда, соединены с соответствующими входами матриц переключаемых резисторов, при этом в каждом логическам блоке первый вход первого двухвходового элемента И подключен к выходу порЬгового элемента, а первый вход второго двухвходового элемента И подключен к выходу элемента ИЛИ, к входу которого подсоединены выходы обоих двухвходовых элементов И, вторые входы которых соединены с прямым и инверсным выходами D-триггера соответствующего каскада устройства, причем D-триггеры всех каскадов соединены последовательно друг сдругом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Четырехразрядный аналого-цифровой преобразователь, не требующий синхронизации. «Электроника, № 3, 1976, с. 53.

2.Полупроводниковые кодирующие и декодирующие преобразователи напряжения. Под ред. Смолова В. Б. М., «Энергия, 1967, с. 137. () разряд ft разряд () разряд разряд