Аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания Советский патент 1980 года по МПК G06J3/00 

.. Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники и предназначено для преобразования аналоговых г сигналов в код. - Известны аналого-цифровые hpeo6pa зователи поразрядного уравновешивания с апостериорными методами повыше ния очности преобразования изменяющихся аналоговых сигналов, содержащие схемы контроля процесса аналогоцифрового преобразователя и схемы коррекции зафиксированного цифрового эквивалента {11. недостатком таких преобразователе является относительно низкая точност Наиболее близкое техническое реше ние к изобретению - аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания/ содержащий элементы И и ИЛИ, распределитель тактовых импульсов , вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, а выхода подсоелинёны к группе входов преобразователя кода в напряжение, подключенного другой группой входов к выходу компаратора, первый вход которого является входом преобразователя, а второй вход соединен с первьм выходс л преобразователя кода в напряжение и с выходом источника смещения компенсирующего напряжения 2. Недостатками этого преобразователя являются увеличение времени преобразования из-за введения дополнительных тактов для контроля и коррекции процесса преобразования и ограниченная точность коррекции, обусловленная жесткой привязкой моментов коррекции к некоторьф тактам цикла кодирования, не зависящих от скорости изменения аналоговых сигналов. Известно, что ошибка квантова ния аналого-цифровых преобразователей поразрядного уравновешивания при кодировании изменяющихся аналоговых сигналов (дина.мическая ошибка) имеет две составляющие, обусловленные смещением центров интервалов квантования (ошибка смидения) и изменением их размеров (ошибка деформации). Эти погрешности находятся в функциональной зависимости от производной анаЛогбвого сигнала и их эффективная коррекция может осуществляться посредством проведения операции коррёкции (смэцения компенсирующегоонапряжения) в моменты времени цикла коjциpoвaния, зависящие от производной налогового сигнала. и,ь изобретения - повьииение точности и (Зыстродёйствйя. Поставленная цель достигается твм, что преобразователь содержит анализатор производной входного сиг--цайа, два входа которого подключены соответственно к выходу компаратора и к второму выходу преобразователя ко ТййпряЛсёнйе, два знаковых выхода пъдсЬеДинены к знаковым входам источ йиТ а смещения компенсирующего напряжения, а группа информационных выходов соединена с первыми входами группы элементов И, выходы которых подключены к соо в«тствующим информацион йай входам источника смещения компен сирующёго напряжения, а вторые входы к выходам группы элементов ИЛИ, подсоединенных входами к соответствующим расчетному диапазону изменения производной вхЬййОгр сигнала выходам рйспрейелйтеля тактовых импульсов. на чертеже приведена схема аналого-цифровЬго преобразователя поразрядного уравновешивания. . Преобразователь содержит генератор 1тактовых импульсов; распределитель 2тактовых импульсов, преобразователь 3кода в напряжение, KOMnap iTOp 4, элементы И 5 и ИЛИ б, анализатор 7 производной и источник И смещения ком пенсйру1бЩёго напряжения. Анализатор производной содержит блок .9 выделения разности кодов смеж ных преобразований, триггер 10 знака разности, регистр 11 разности и деигаф ратор 12. Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом. По сигналу запуска генератора 1 та тбвйх импульсов начинает выдавать им пульсы на распределитель 2 тактовых импульсов. Преобразователь 3 кода в найрйЖенйё в соотвётстЪйЖс Ч1етскй й| алгоритмом поразрядного урав.новеыиВания ф6рМй рует компенсирующее напряжение Un и выдаёт его на вход компаратора 4, на другой вход которог подается..аналоговый сигна/i U(t). ОднЪ1в рёменно с поступлением в пре образователь кода в напряжение такто 1выё йМИулбСЫ с шин распределителя 2 поступают на входы элементов ИЛИ и И и уп1 ШЛ111Щ1ё -бехош которых подаютс ° сйгйалыГё ссйЬтBetс :вуяЛ1их выходов ан лизатора 7 производной ансшогрвого ; сигнал;а. Сигналы с выходов элемёнгой И и Ига поступгиот на выходы йсточни ка 8 смещений компенсирующего напря гёни я/представляющего собой мсШораз рядный циф1; оаналогрвый преобразовате раэвертывакЛцёго Уравновёшмбанйя, шаг кйгайтЪвания которого равен шагу кван тования основного преобразователя, полярность формируемых сигналов сме° щёнШ определяется знаком пройзвба Т Ш й1Шг 11ОГ эг ейгнала.- .Количество:ступеней смещения, .eVlcoM edTBO тактовых импульсов, поступающих в источник 8 в течение цикла кодирования, определяется следу,1ощим выражением Г-. ,UV где Т - интервал времени между двумя соседними операциями сравнения;п - число разрядов преобразователя ; q - шаг квантования в статике. Количество тактовых импульсов к , лежащих между двумя соседними смещениями, определяется выражением k, . У . . Приведенные вьаие выражения позволяют определить зоны граничных значений производных аналогового сигнала, в пределах изменения которых количестао ступеней смещения преобразователя остается неизменным. -Р-- Т етГс- КН 2.pum.-|-.(n-ib-|f5JuJ ; - Hpuv«,-k.2V,5(...H-l, ft,,(,aV,bV...U-2),8|(h-l1nf u «2,г,4 -«-,0,8 - i|u-l - a6 -0 1 - I V Применение аналого-цифрового преобразователя поразрядного уравновешивания не требует создания в преобразователе специальных схем контроля процесса преобразования и дополнительных контрольных тактов во время преобразования, что выгодно отличает его от прототипа, так как проведение опера11йи коррекции в моменты времени, зависящие от динамических свойств аналогового снгнала, позволяет исключить погрешности смещения и деформации. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь поразрййнОго уравновешивания, содержащий элементы И и ИЛИ, распределитгёль тактовых импульсов, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, а выходы подсоединены к группе входов преобразователя напряжение, подключенного другой группой входов к.выходу компаратора, первый вход которого является входом преобразователя, а второй вход соединён с первым выходом преобразователя кода в напряжение и с выходом источника смещё 1ия компенсирующего напряжения, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности и бм

стродействия преобразователя, он содержит анализатор производной входного сигнала, два входа которого подключены соответственно к выходу компаратора и к второму выходу преобразователя кода в напряжение, два знаковых выхода подсоединены к знаковым входам источника смещения компенсирующего напряжения, а группа информационных выходов соединена с первыми входами группы элементов И, выходы которых подключены к соответствующим информационным входам источника смещения компенсирующего напряжения, а вторые входы - к выходам группы элементов ИЛИ, подсоединенных входами к соответствующим расчетному диапазону изменения производной входного сигнала выхо-Т 5 дам распределителя тактовых импульсов/,

Источники информации, принятые BQ внимание при экспертизе

1. Патент США 3253130, кл. 34037; 1971.

Q 2. Авторское свидетельство СССР -293297, кл. Н 03 К 13/17, 1970 (прототип).