Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1980 года по МПК H03K13/17 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в устройствах связи между аналоговыми устройствами и цифровыми вычисли- г тельными машинами.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий набор компараторов, каждый из которых срабатывает при определенном значении Q входного напряжениями при этом подает на выход преобразователя набор импульсов , соответствующих в двоичном коде напряжению срабатывания fl} .

Однако устройство отличается сложностью, дороговизной и не находит широкого применения.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий последователь-„ но соединенные анализирующие элементы, выполненный на МОП-транзисторах и конденсатор, включенный на входе каждого анализирующего элемента, который вырабатывает нулевой или еди-25 ничный логический сигнал в зависимости от знака разности между величиной сигнала на его входе и соответствующей этому элементу весовой величиной 23 . 2Q

Однако устройство имеет низкое быстродействие.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в аналого-цифровом преобразователе, содержащем последовательно соединенные анализирующие элементы, каждый аношизирующий элемент содержит повторитель тока,биполярный транзистор, пороговое устройство, инвертирующий повторитель тока, генератор весового тока и компаратор, причем вход и выход повторителя тока соединены соответственно с входной и выходной шинами анализирующего элемента, эмиттер биполярного транзистора соединен с генератором весового тока, базы - со входом инвертирующего повторителя тока, коллектор - со входом повторителя тока, выход неинвертирунхцего повторителя тока соединен с выходом повторителя тока, причем инвертирующий повторитель тока выполнен на двух транзисторах одного типа проводимости, соединенные эмиттеры которых подключены к источнику питания, коллектор и ,база перйого транзистора

соединены между собой и с базой второге транзистора, пороговое устройство выполнено на компараторе и транзисторе того же типа проводимост база и эмиттер которого соединены соответственно с базами и эмиттерами транзисторов в инвертирующем повторителе тока, а коллектор соединен со входом компаратора, выход которог подключен к выходной шине анализирующего элемента.

Структурная электрическая схема одного анализирующего элемента приведена на чертеже,

Устройство содержит транзисторы 1 и 2 разного типа проводимости, генератор 3 весового тока, инвертирующий повторитель 4 тока, состоящий из транзистора 5 в диодном включении и транзистора 6, транзистор 7 и компаратор 8 представляет собой пороговое устройство. Эмиттерные переходы согласованных транзисторов 5,6 и 7 включены параллельные друг другу, коллектор и база транзистора 5 соединены с базой транзистора 1, коллектор транзистора

6соединен с коллектором транзистора 2, а коллектор транзистора 7 с компаратором 8, клемма 9 - выход логического сигнала, клемма 10 - вход анализируемого тока, а клемма 11 используется для подключения входа следующего анализирующего элемента или шины питания.

Когда входной ток на клемме 10 больше весового тока генератора 3, разность этих токов поступает на эмиттер открытого транзистора 2 и тем самым на клемму 11. При этом ток базы транзистора 1, и следовательно, ток эмиттера транзистора 5 практически равны нулю, что определяет первое состояние компаратора 8 и тем самым первый уровень логического сигнала на клемме 9 вследствие равенства тока коллектора транзистора эмиттерному току транзистора 5, обеспеченному параллельным включением эмиттерных переходов этих транзисторов.

Когда входной ток становится меньше весового, транзистор 2 запирается а транзистор 1 входит в насыщение и ток его базы в этом случае будет равен разности входного и весовых токов. Эта разность через транзистор

7поступает на компаратор 8 и меняет его состояние, чем обеспечивается наличие второго уровня логического сигнала на клемме 9. Одновременно через транзистор 6 разность токов поступает на клемму 11.

Таким образом, через клемму 11 на вход следующего анализирукадего элемента поступает модуль разности входного и весового токов, а знак этой разности-определяет уровень логического сигнала на клемме 9.

Время преобразования сигнала примерно равно сумме времен обрабатывания отдельных анализирующих элементов, каждое из которых определяется главным образом временем рассасыва,ния неосновных носителей для сов|ременных транзисторов 10-50 мс.

Формула изобретения

1.Аналого-цифровой преобразователь, содержащий последовательно соединенные анализирующие элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, калсдый анализирующий элемент содержит повто зитель тока, биполярный транзистор, пороговое устройство, инвертирующий повторитель тока, генератор весового тока и компарато причем вход и выход повторителя,тока соединены соответственно с входной и выходной шинами анализирующег элемента, эмиттер биполярного транзистора соединен с генератором весового тока, база - со входом инвертиру а1;1его повторителя тока, коллектор - со входом повторителя тока, выход инвертирующего повторителя тока соединен с выходом повторителя тока.

2.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что инвертирующий повторитель тока выполнен на двух транзисторах одного тип проводимости, эмиттеры которых подключены к источнику питания, коллектор и база первого транзистора соединены между собой и с базой второг транзистора, пороговое устройство выполнено на компараторе и транзисторе того же типа проводимости, база и эмиттер которого соединены соответственно с базами и эмиттерами транзисторов инвертирующего повторителя тока, а коллектор соединен со входом компаратора, выход которого подключен к выходной шине анализирущего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Гребен А.Б. Проектирование аналоговых интегральных схем. М., Энергия, 1976, с. 231-232.

2.Патент Японии № 52-14071, кл. 98(5)F1, 1977 (прототип).

OV

€ЯЭn