Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H03K13/08 

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОВРАЭОВАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговых;сигналов в хшфровые коды.

По основному авт. св. № 617833 из вестей аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий компараторы, подключенные поочередно прямыми и инверс нь1ми входами к шзточнику входных сигналов и другими входами - к источнику опорных напряжений соответственно, а выходами - к блоку определения знака производной, и через резистор - к входу счетчика импульсов. Формируемый в процессе преобразования код зависит от количества пересеченных опорных урбвней аналоговым сигналом. Кажпое такое пересечение переключает соответствующий компаратор в противоположное состояние. Переключение фиксируется счетчиком, на выходе которого формируется двоичный цифровой код LI .

Недостатком д;анного преобразоватетш является неоднозначность преобрааования аналоговых сигналов в начальный момент времени (в момент включения преобразователя), т.е. АЦП однозначно оцифровывает только такие сигналы, напряжение которых начинает изменяться от нуля.

Цель изобретения - устранение неоднозначности формирования кода в начальный момент времени.

Указанная цель достигается т&л, что в преобразователь введены блок анализа состояний компараторов и вентиль, первый вход которого соединен с о&хей точкой резисторов, а выход - со счетным входом счетчика и первым выходом блока

s анализа состояний компараторов, второй выход которого соединен со вторым входом вентиля, а входы - с выходами компараторов.

На чертеже представлена блок- :хема

0 предлагаемого преобразователя.

АЦП содержит источник t входных сигналов, источник 2 опорных напряжений, компараторы 3, выполненные на основе операционных усилителей резнето ры 4, счетчик 5 импульсов, блок б определения знака производной, блок 7 анализа состояний компараторов и вентиль 8

Устройство работает следующим образом.

. Напряжение аналогового сигнала, подаваемого с выхода источника I на неинвертирующне входы четных и инвертирующие входы нечетных компараторов 3 сравнивается с опорными напряжениями источника 2, вследствие чего определенное количество компараторов обладает одним знаком вьгходно.го напряжения, а остальные - противоположньм.,

Выходной сигнал может принимать только два значения, чередующихся по мере изменения полярности разности аналогового и опорного сигналов. Выходные напряжения компаратооов через резнеторы 4, подключенн ые к выходу каждого из них, суммируются в средней точке. Этот суммарный сигнал подается на вход счетчика 5, которьш считает любое изменение сигнала на его входе. Сигнал ; может принимать только два значения s чередукмцихся по мере изменения напря«сения аналоговых сигналов. Так, при четном количестве компараторов число выходных напряжений одного знака либо равно числу напряжений другого знака, либо отличается от него на две единицы а при нечетном количестве - отличается на единицу. Компараторы сравнивают напряжение аналогового сигнала с опор уровнями и в момент их равенства меняют полярность выходного напряжения. При пересечении аналоговьш сигналом первого опорного уровня соответствующий компаратор меняет полярность выходного напряжения на противоположну В этом случае два компаратора создают, разбаланс на входе реверсивного счетчика 5, соответствующего подаче денулевого потенциала. Срабатывание очередного компаратора восстанавливает нулевое напряжение н& его входе. Таким образом, на общем входе резисторов/ вьфабатывается импульсный сигнал, причем количество импульсов равно коли-

честву пересеченных опорных уровней. Увеличение и уменьшение аналогового сигнала учитывается блоком 6, который переключает реверсивный счетчик 5 соответственно в режим сложения или вычитания. Если же в момент включения АЦП уровень входного сигнала превышает уровень опорного напряжения i -го компаратора, { i - 2,...,п, где п -колиг;. чествокомпараторов),то блок 7 анализа состояний компараторов закрывает вентиль 8 и -дает разрешение для прохождения иа счетчик 5 количеств счетных импульсов, соответствующих числу компараторов, опорные уровни которых превышены входным сигналом. Как только сформщ)ует- ся код, соответствукнций уровню входного напряжения, поступление импульсов на счетчик гпрекращается, блок 7 открывает вентиль 8 и А1ДП начинает работать как описано вьше.

Предлагаемое устройство позволяет устранить неоднозначность формирования кода в начальный момент времени и оцифровывать аналоговые сигналы без начальных ограничений на этот сигнал, уменьшает стоимость и трудоемкость эксплуатации устройств, включающих АЦП

Формула изобретения

Аналого-цифровой преофазователь по авт. св. № 617833, отличающийся тем, что, с целью устранения неоднозначности формирования кода в начальный момент времени, в него введены блок анализа состояний компараторов и вентиль первый вход которого соединен с обш точкой резисторов, а выход - со счетньм входом счетчика и выходом блока анализа состояний компараторов, второй выход которого соединен со вторым входом г вентиля, а выходьг - с выходшли компараторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 617833, кл. Н из К 13/08, 1977 (прототип).

III III

m

cv