Способ параллельно-последовательногопРЕОбРАзОВАНия НАпРяжЕНия B КОд Советский патент 1981 года по МПК H03K13/175 

Изобретение относится к информацион но-41змерительной технике и может быть использовано при построении быстродейст вующих преобразователей напряжения в код. Большинство известных быстродейст- вующи)с преобразователей напряжения в код реализуют способы параллельно-посл довательного преобразования, позволяющи получить высокое быстродействие преоб разователей при незначительных аппаратурных затратах l. Известен способ параллельно-последовательного преобразования, в котором преобразуемое напряжение сравнивают с эталонными уровнями старшей группы, по результатам сравнения определяют код старших разрядов, формируют напряже- ние, пропорциональное коду старших разрядов, выделяют разность преобразуемого и сформированного напряжений . Полученное разностное напряжение срав.нивают с эталонными уровнями младшей группы и определяют код Кшадших разрядов. Быстродействие преобразователей, реализующих такой способ ограничивается, в основном, длительностью переходных процессов, неизбежно возникающих в моменты вычитания эталонных напряжений из преобразуемого сигнала. Целью изобретения является увеличение быстродействия преобразования. Достигается это тем, что аля каждого напряжения, пропорционального коду старших разрядов, последовательно во времени формируют несколько разностных напряжений, при этом моменты формирования разности преобразуемого напряжения И напряжения, пропорционального коду старших разрядов, сдвинуты относительно момента равенства этих напряжен 1й. Затем производят сравнение полученных напряжений с эталонными уровнями младшей группы по результатам которых : последовательно формируют коды младших разрядов. На фиг. 1 дана.анаграмма кодировани при использовании двух разностных напря жений; на фиг. 2 - структурная схема преобразователя для осуществления спосо ба. Напряжение сигнала U (-t) непрерывно сравнивают с эталонными уровнями старшей группы, по результату сравнения определяют старшие рааряцы . кода NTT изменяющиеся в соответстВИИ с текущей амплитудой преобразуемого напряжения, и формируют напряжение, пропорциональное коду старших разрядов. Это напряжение вычитают из преобразуемого, причем выделяют два напряжения разности Л 1)1 (-t) и A.U2(-b)i Для чего моменты вычитания разностных напряжений сдвигают относительно моментов равенства преобразуемого и сформированного напряжений. Разностные напряжения Л1Л (t) и AU2(-t} сравнивают с эталонными уровнями U т j младшей груп пы и по результату cpaBHeHH, каждого разностного напряжения определяют коды младших разрядов .у) и .z каждый момент времени достоверным является лишь код младших разрядов, разностное напряжение которого находится в зоне эталонных уровней младшей группы (эти участки разностных сигналов на диаграмме выделены утолщенными линиями) , поэтому для получения результирующего кода Мддд считывают код Ь1 дл.н или код МАЛА- Какой код ( N . или N д 2 ) должен быть выбран для формирования результирующего кода определяется значением кода Так, при использовании двух разност- ных напряжений, код N/yл. , соответствующий разностному сигналу AU-fCt) считывают при значениях кода , по лученнык во время нахождения уровня с сигнала (JCt) в зонах , . ;U,, „ It31 « I -Ug-r. И Т. Д. Способ может быть реализован в преобразователе (см. фиг. 2). Канал 1 определения старших разрядов содержит последовательно соединенные источник 2 эталонных уровней старшей группы, набор компараторов 3, шифратор 4. Код старших разрядов, получа- емый на выходе шифратора 4, использует ся для управления переключателем каналов 5. Выходы источника опорных уровней 6 соединены с входами вспомогатель ного набора компараторов 7. Вторые входы этих компараторов подключены к источнику сигнала. Код младших разрядов формируется в 2-х параллельных ка-i налах определения младших разрядов 8(13). Каждый канал определения младших разрядов состоит из формирователя разностного напряжения 9(14), управляемого кодом с вспомогательного набора компараторов 7, источника 10(15) эталонных уровней младшей группы, наборакомпараторов 11(16) и шифратора 12(17). . Преобразуемое напряжение U (-Ь) поступает на компараторы 3 старшей группы, где непрерывно сравнивается с набором эталонных уровней старшей группы. По состоянию компараторов 3 в шифраторе 4 непрерывно формируется код старших разрядов NCT Одновременно напряжение U (Ь ) поступает на компараторы вспомогательного набора 7, где сравнивается с напряжениями опорных уровней и Qf, i квант которых равен кванту эталонных уровней старшей группы. Пропорционально коду вспомогательных компараторов формируют два напряжения и выделяют две разности преобразуемого и сформированных напряжений Д. U-1 (i) и AUl(-b. Чтобы моменты вычитания напряжений не совпадали с моментами равенства напряжений U(b) и и -ji- -j необходимо величины опорных уровней выбирать отличными от напряжений и-эти достижения максимального быстродействия при кодировании, как нарастающих , так и убывающих участков сигнала U Ct) , величины опорных уровней выбирают в середине между эталонными уровнями (J . старшей группы... J Разностные напряжения AUI(fe) и ли2 (-fc) поступают на компараторы 11(16), где сравниваются с эталонными уровнями Ugfj-. , сформированными в блоках 1О(15). По состоянию компараторов 11(16) в каждом канале шифраторами 12(17) формируются коды младших разрядов N д и М,дд.2 На выход АЦП результирующий код младших разрядов . поступает из различных каналов. Подключение канала для съема кода произвойится переключателем каналов 5 в соответствии с кодо1у1 старших разрядов Nrf . поступающим с шифратора 4. .Таким образом, при кодировании изменяющегося напряжения сигнала U(t) , определение младших разрядов кода и операции вычитания производятся параллельно во времени. Следовательно, длительность переходных процессов, возникающих к моменту вычитания, не входит в j

общее время преобразования, что приводит к повышению быстроцействия преобразования.

Формула изобретения

Способ параллельно-послецовательного преобразования напряжения в коа включающий сравнение преобразующего напряжения с эталонньши уровнями старшей группы, по результатам которого определяется код старших разрядов, формирование напряжения, пропорционального коду стар,шик разрядов, и выделение разности сформированного и преобразуемого напряжений, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия преобразования, для каждого напряжения, пропорционального коду старших разрядов.

последовательно во времени формир тот несколько разностных напряжений, при этом моменты формирования разности преобразуемого напряжения и напряжения, пропорционального коду старших рна рядов, сдвинуты относительно моменков равенства этих напряжений с эталонными уровнями, младшей группы, по результатам которых последовательно формнруются коды младших разрядов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гитис Э. И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. ;,M.i Энергия, 1975, с. 316-323.

2. Патент США Ms 3710377,

кл. Н 03 К 13/02.1973 (прототип).

Фиг, 1