Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно,- к микроэлект ронным преобразователям аналог-код и может быть использозано в вычислительной и измерительной технике. По основному авт. св. № 600729 известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник опорного тока, соединенный с компараторами, входной многоколлекторный транзистор и многоколлекторный транзистор в цепи опорного тока, а компараторы выполнены на триггерахс непосредственными связями, причем эмиттер входного многоколлекторного траи зистора соединен с клеммой источника входного аналогового сигнала, каждалй из коллекторов этого транзистора соединен с базой первого транзистора триггера с непосредственными связями соответствующего разряда преобразова теля, с базой второго транзистора триггера с непосредственными связями каждого разряда соединены соответ ствукйцие коллекторы многоколлекторио го транзистора в цепи опорного тока, эмиттер которого соединен с клеммой источника опорного тока, а базы обоих многоколлекторных транзисторов и эмиттеры транзисторов триггеров с не посредственными связями соединены с общей шиной l . Недостатком преобразователя является невысокая точность преобразования за счет погрешности преобразования , определяемой гистерезисом, который связан с ответвлением части тока аналогичного сигнала в насыщенный транзистор компаратора. Гистерезис увеличивается с ростом величины нормального коэфЛициента передачи тока транзистора компаратора. Кроме того, информация из известного преобразователя выводится в нормальном единичном коде, что усложняет использование преобразователя, так как преобразования в двоичный код требуется достаточно сложное устройство. Цель изобретения - повьааение точности преобразования и упрощение использования преобразователя. Поставленная цель достигается тем что в аналого-цифровом преобразователе по авт. св. 600729 триггеры с непосредственными связями, выполнены из трехколлакторных транзисторах, при этом первый коллектор каждого трехколлекторного транзистора соединен с базой этого транзистора, второй коллектор nepBdro трехколлекторного транзистора каждого разряда преобразователя соединен с соответствующей выходной шиной, а второй коллектор второго трехколлекторного транзистора старшего разряда преобразователя соединен с базой второго трех соллекторного транзистора младаего разряда. При срабатывании компаратора старшего разряда происходит выключение компаратора младшего разряда, что обеспечивает преобразование нормального в позиционный единичный код и упрощение применения преобра-; зователя.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема аналогоцифрового преобразователя.

Аналого-циЛровой преобразователь состоит из входного многоколлекторного транзистора 1, эмиттер которого соединен с шиной 2 источника аналогового сигнала, m триггеров с непосредственными связями для т-рэ.зрядного преобразователя, используемых в качестве компараторов, на транзисторах 3 и 4, опорного транзистора 5, эмиттер которого соединен с шиной б источника опорного тока. Выходной сигнал в цифровом коде снимается с выходных шин 7.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии входного тока аналогового сигнала транзисторы 3 триггров насыщены, так как в их базы задается ток от транзистора 5, в эмиттер которого задается опорный ток. Поэтому при нулевом сигнале на входе преобразователя на его выходах получаем код О ... О.

При подаче тока аналогового сигнла в эмиттер транзистора 1 через его коллекторы к базам транзисторов 4 триггеров подаются одинаковые токи, величина которых пропорциональна входному току. При сравнении токов баз т ранзисторов триггера и превьиаении тока базы, например транзистора 3, базы транзистора 4 происходит переключение триггера, в результате чего транзистор 3 выключается, а транзистор 4 включается. На ттояв рассматриваемого триггера - компаратора можно фиксировать состояние логической единицу (выходной коллектор выключенного транзистора 3 не проводит ток). .

При уменьшении входного тока аналогового сигнала рассматриваемый триггер переходит в исходиое состояние, когда транзистор 3 насыщен, а транзистор ,4 включен. Применение в транзисторах триггера дополнительных коллекторов, соединенных с базами, позволяет обеспечить степень насыцения транзисторов триггера , 3SP У-СТраняет гистерезис компаратора

Транзистор 1 выполняется с одинаковыми коэффициентами передачи тока ко всем коллекторам (см. чертеж), и, следовательно, в базы транзисторов 4 триггеров задаются равные токи, вее личина которых пропорциональна входному току.

Транзистор 5 выполнен так, что в транзисторы 4 триггеров задается опорный ток различной величины для Q триггеров разных разрядов преобразователя. Поэтому при увеличении входного сигнала происходит последовательное сравнение и переключение компараторов от младшего разряда с меньшим опорным током до старшего разряда э с большим опорным током. При срабатывании какого-либо компаратора преобразователя триггер предыдущего (младшего) разряда возвращается в исходное состояние благодаря введенной обратной связи, реализованной подключением одного из коллекторов -гранзистора 4 к базе транзистора 4 предыдущего триггера.

Таким образом, при увеличении входного тока на выходе преобразователя , получены последовательно коды

00 00

00 01

00 10

01 00

10 00

Следовательно, на выходе преобразователя реализуется позиционный единичный код, который удобно использовать для адресации в постоянном запоминающем устройстве, где могут быть записаны любые необходимые коды, в том числе двоичный код.

Предлагаемое Устройство позволяет

0 повысить точность преобразовання и упростить применение преобразователя. Использование предлагаемого устройства может обеспечить разработку однокристальных БИС быстродействующих

5 аналого-цифровых преобразователей на 4-8 двоичных разрядов на основе простой технологии микросхем интегральной инжекционной логики со следующим набором блоков, реализуемых в кристалл ле БИС: предлагаемый аналого-циЛровой преобразователь, преобразователь входное иапряжение-ток, источник опорного тока, постоянное запоминающее устройство, регистр памяти, выходные усилители.

формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь 40 по авт. св. 600729, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и упрощения использования преобразователя, триггеры с непосредственными связя 5 WH выполнены нг1 трехколлекторных транзисторах, при этом первый коллектор каждого трехколлекторного транзистора соединен с базой этого транзистора, второй коллектор первого трехколлекторного транзистора каждого разряда преобразователя, соединен с соответствукядей выходной шиной, а второй коллектор второго трехколлекторного транзистора с гаршего разряда

преобразователя соединен с базой трехколлекторного транзистора младшего разряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 , 1. Авторское свидетельство СССР № 600729, кл. Н 03 К 13/20, 1976 (прототип).