Следящий аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1979 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к радиотехнике. Известен след$иций аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий кол параторы, счетчики и генератор тактовых импульсов ij. Наиболее близким по технической cyuhности к изобретению является след$ш1Ий АЦП, содержащий шаа компаратора 2j. Первый вход первого компаратора через резисторы соединен с входной шиной уст ройства и выходом преобразователя KOfbнапряжение. Первый и второй входы второ го компаратора через резисторы соединены соответственно с выходом преобразователя ко -напряжение и с входной шиной устройства. Выходы компараторов объединены и соединены через инвертор с входом .сложения и непосредственно с входом вычитания реверсивного счетчика, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов. Информационные выходы реверсивного счетчика соединены с информационными входами преобразователя код-напряжение. Однако такие АЦП имеют низкую помехоустойчивость. Пелью изобретения является повышение: поме:хоустойчивости. Эта цель достигается тем, что в следящий АЦП, содержащий резисторы, два компаратора, инвертор, генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик и преобразователь код-напряжение, введен знаковый триггер, счетный вход которого соединен с выходом переноса и со входом установки нуля реверсивного счетчика, а выходы-со входами стробирования компараторов. На фиг. 1 дана структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы его работы. Устройство содержит резисторы 1-4, компараторы 5 и 6, инвертор 7, реве.рсивный счетчик 8, знаковый триггер 9, преобразователь 10 код-напряжение и генератор 11 тактовых импульсов. В АЦП измерение величины входного сигнала Uc производится путем сравнения его с опорным положительным сигналом U pi поступающим с преобразователя Ю, Источник входного сигнала и преобра зователь соединены через резисторы со входами компараторов S и 6. В зависимости от полярности входного сигнала сравнение Ug и UQ происходит на компара торе 5 или в. Стробируюшие входы ком параторов соединены с выходами Q и Q триггера 9. В а&висимости от состояния триггера включается сдан из компараторов 5 или 6, Когда входной сигнал имеет положительную полярность и на вы ходе Q триггера записана логическая i включается компаратор 5. При Uc 7 U на выходе ; компаратора 5 будет логический о , и счетчик 8 работает на сложение. Когда UQ станет больше чем U ьтходе компараторов 5, 6 появляется I, счетчик начинает работать на вычитание, Таким образом, значение UQ колеблется вокруг U0. Если входной сигнал имеет отрицательную полярность, АЦП работает аналогично, но сравнение .U и UQ производится на компараторе 6. АШП работает таким образом в случае когда знак, затесанный на триггере, совпадает со знаком входного сигнала Работа АЦП, когда знак, записанный на- триггере 9, не совпадает со знаком выходного сигнала, пояснена на фиг. 2, До момента времени х приходит положительный сигнал, триггер находится в состоянии 1, и включен компаратор So В момент t,( приходит отрицательный сигнал, и на прямом входе компаратора 5 присутствует положительный сигнал UQ , а на инверсном - отрицательный сигнал УС на выходе компаратора 5 устанавливается , и счетчик начинает работать на вычитание. Если это из менение входвсго сигнала вызвано помех то после окончания ее действия опорный сигнал .UQ снова колеблется вокруг входного сигнала. Если сигнал стал отрицатвльыыМб то счетчик работает на вычитание до тех пор, пока он не установится в нулевое состояние, причем до этого момента триггер еохраняет прежнее состояние. Если счетчик работает на вычитание, следующим после состояния, когда на всех его выходах стоят о будет состояние, когда на всех выходах будут 1, Для исклкяення такой ситуации выход счетчика соединен с его входом уста новки нуля. Таким образом, с приходом следующего тактовсяо импульса на выхода переноса счетчика появляется импульс который снова устанавливает этот счетчик в нулевое состояние. Выход переноса счетчика соединен также со счетным входом триггера, т.е. импульс с выхода переноса счетчика устанавливает триггер в состояние, противоположное прежнему. В данном случае на выходе Q триггера появляется О. Таким образом, счетчик проходит два нулевых состояния: одно, когда триггер находится в состоянии 1, и другое, когда триггер находится в состоянии О (фиг, 3, момент времени tg и fcj). Так как состояние триггера изменилось, в работу включается компаратор 6, на выходе которого появляется о. При этом счетчик начинает работать на сложени--, В момент когда UQ сравнивается с /Ucji АЦП начинает отслеживать входной сигнал. Таким образом, на счетчике записывается модуль числа, а на триггере - его знак. Аналогично работает АЦП в моменты, когда приходит помеха, которая может вызвать изменение знака на триггере. На фиг, 2 показано, что в момент 11 приходит помеха, которая при малой амплитуде входного сигнала может изменить состояние триггера, В момент t триггер устанавливается в состояние , в то время, как входной сигнал - отрицательный, В момент изменения знака под действием помехи абсолютная ошибка на один младший разряд меньше, чем в тех случаях, когда помеха вызывает изменение значения модуля числа без изменения знака. Это связано с наличием двух нулевых состояний и увеличивает инерционность устройства в момент изменения знака сизнала. Формула изобретения Следящий аналогонцифровой преобразователь, содержащий два компаратора, первый выход первого компаратора через резисторы соединен соответственно с входной шиной устройства и выходом преобразователя код-напряжение, первый и второй входы второго компаратора через резисторы Соединены соответственно с выходом преобразователя код-напряжение я с входной шиной устройства, выходы компараторов объединены и соединены соответственно через инвертор с входом сложения и непосредственно с входом вычитания реверсивного счетчика, тактовый

вход которого соединен с выходом генератора тактовьи импульсов, а информационные выходы - с информационными входами преобразователя код-напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введен знаковый триггер, счетный вход которого соединен с выходом переноса и входом, установки нуля реверсивного счетчика, а выходы - со Еяодами стробировани5}, компараторов.

Источники информации, использованные при экспертизе

1.Патент США № 3735392, МКИ 340-347, 1973.

2.Следяишй аналого-цифровой преобразователь на основе реверсивного счетчика. Радиотехника, № 8, 1976о

А.

t

J-

ТПЛШ

Y

и