Реверсивный аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

1

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в интерфейсных устройствах систем с аналоговым и цифровым представлением информации.

Известно устройство, содерлсащее мультиплексор, входы которого соединены с источником вхрдных аналоговых сигналов; параллельный цифроаналоговый преобразователь с суммированием токов, подключенный выходом через усилитель к одному из входов компаратора, другой вход которого соединен с выходом мультиплексора, а выход с устройством управления аналого-цифровым преобразованием, выходы которого через первую группу вентилей соединены со.входс1ми параллельного цифроаналогового преобразователя; аналоговый демультиплексор, вход которого подключен к усилителю, а выходы являются аналоговыми выходами устройства} вторую группу вентилей, входы которых соединены с выходом устройства управления аналого-цифровым преобразованием, а выходы - с регистром, подключенным выходами ко входам первой группы вентилей, а также узел синхронизации 111.

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстс родействия преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в реверсивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий мультиплексор, первый вход которого соединен с общей шиной, а сигнальные вхо10ды соединены с источниками входных аналоговых сигналов, пара.плельный цифроаналоговый преобразователь, выход которого через резистор соединен с выходом мультиплексора и непосредст15венно - с первым входом компаратора, который через встречно-параллельно соединенные два диода- соединен со вторым входом компаратора и с общей шиной, а выход - с пёрвьм входом

20 блока.управления аналого-цифровым преобразованием, выходы которого соединены с первыми входами первой группы вентилей, выходы которой соединены со входами параллельного цифроанало25гового преобразователя, усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход - через резистор с выходом параллельного цифроаналогового преобразователя и 30 непосредственно с первым входом демуль-

типлексора, выходы которого являются аналоговыми выходами устройства, вторую группу вентилей, первая группа входов которых-соединена с выходами блока управления аналого-цифровым преобразованием, а вторая группа входов - с цифровыми входами реверсивного аналого-цифрового преобразователя, а выходы соединены с входами регистра, выходы которого соединены со вторыми входами первой группы вентилей и цифровыми выходами устройства блок синхронизации, выходы которого соединены со вторымЙ ВХбдами мультиплексора, демультиплексора, блока управления, второй группы вентилей и третьим входом первой группы дентилей введены два ключа, через первый из которых выход усилителя соединен с его инвертиругацим входом, а через второй ключ инвертирующий вход усилителя соединен с первым входом компаратора.

На чертеже представлена Функциональная схема преобразователя.

Реверсивный аналого-цифровой (циф роаналоговый) преобразователь содержит мультиплексор 1, первый вход которого соединен с общей шиной, а сигнальные входы соединены с источниками входных аналоговых сигналов, параллельный цифроаналоговый преобразователь 2 с суммированием токов, соединенный через резистор 3 с выходом мультиплексора 1 и с первым входом компаратора 4, второй вход которого соединен с общей ыиной, а выход - с блоком 5 управления аналого-цифровым преобразованием, выходы которого через первую группу, .вентилей б соединены со входами параллельного цифроаналогового преобразователя 2, усилитель 7, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход - через резистор 8 - с выходом параллельного цифроаналогового преобразователя 2 и со входом демультиплексора 9, выходы которого являются аналоговыми выходами устройства, вторую группу вентилей 10, первая группа входов которых соединены с выходами блока 5 управления аналого-цифровым преобразованием, вторая группа - с цифровыми вхо дами реверсивного аналого-цифрового (цифроаналогового) преобразователя, а выходы соединены с регистром 11, выход которого соединен с входами первой группы вентилей б и к цифровым выходам устройства, блок 12 синхронизации, а также два ключа 13 и 14, первый из которых соединяет выход усилителя 7 и его инвертирующий вход, а второй инвертирующий вход усилителя 7 - с входом компаратора 4 и с двумя диодами 15, соединенных с общей шиной .

В ПЕЮцессе аналого-цифрового преобразователя входные сигналы подаются на сигнальные входы мультиплексора 1

управляемого от блока 12 cHHXpcMinn.ции. Сигнал выбранного канала ггрнсутствует на выходе мультиплексора, в этом режиме блок 12 синхронизации обеспечивает подключение выходов блока 5 управления аналого-цифровым преобразованием ко входам цифроаналогового преобразователя 2. Ключ 14 в рассматриваемом режиме разомкнут, а ключ 13 замкнут, вследствие чего на выходе усилителя 7 присутствует нулевой потенциал} и усилитель 7, и демультиНлексоо 9 в работе устройства не участвуют .

Ус тройство представляет собой обычный аналого-цифровой преобразователь, в котором цифроаналоговый преобразователь используется для выработки компенсирующего воздействия (в данном случае тока) . Диоды 15 ограничивают перепады напряжения на входе компаратора 4. В зависимости от принятого алгоритма работы блок управления 5 может представлять собой либо регистр последовательного уравновешивания, управляющий, в зависимости от показания компаратора 4 в каждом такте, подключением разрядов цифроаналогового преобразователя 2 (метод подрядного уравновешивания), либо реверсивный счетчик, подсчитывающий импульсы, поступающие от блока 12 синхронизации (метод последовательного счета) . Компаратор 4 определяет направление счета. По окончании преобразования цифровой эквивалент входного напряжения записывается с выходов блока управления 5 через вторую группу вентилей 10 в регистр 11 и присутствует на цифровых выходах устройства. Отпирание соответствующих входов второй группы вентилей 10 обеспечивается по сигналу блока 12 синхронизации.

В режиме цифроаналогового преобразования по сигналу блока 12 синхронизации включается канал мультиплексора 1, подключенный к общей шине, вследствие чего на выходе мультиплексора 1 - нулевой потенциал, и он в работе устройства участия не принимает. Блок 12 синхронизации отключает выходы блока 5 управления аналогоцифровым преобразованием от входа цифроаналогового преобразователя 2. Замыкается ключ 14 и размыкается ключ 13, при этом усилитель 7 начинает выполнять функции преобразования тока в напряжение и масштабирования, а диоды 15 запираются нулевым напряжением, и компаратор 4 исключается из работы устройства. Код, прйсутствукщий на цифровых входах второй группы вентилей 10 по сигналу блока 12 синхронизации, переписывается в регистр 11, с выходов которого через первую группу вентилей б, поступает на входы параллельно цифроаналогового преобразователя. Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя поступает на вход усилителя 7 и после преобразования тока в напряжение и масштабирования через демультиплексор 9 передается на один из аналогоВЕлх выходов устройства. Предлагаемое устройство Обладает высоким быстродействием, как в рехдаме цифроаналогового, так и аналогоцифрового преобразования. Высокое быстродействие обеспечивается исполь зованием параллельного цифроаналогового преобразователя с суммированием токов, отличающегося от других типов преобразователей именно высоким быстродействием. Кроме того, быстродей ствие достигается введением двух дополнительных ключей, с помощью которых исключается усилитель, как одно из наиболее инерционных звеньев из цепи обратной связи преобразователя. Формула изобретения Реверсивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий мультиплексор, первый вход которого соединен с общей шиной, а сигнальные входы соединены с источниками входных аналого вых сигналов, параллельный цифроаналоговый преобразователь, выход которого через резистор соединен с выходом мультиплексора, и, непосредствен но, - с первым входом компаратора, к торый через встречно-параллельно соединенные два диода соединен со вторым входом компаратора и с общей шиной, а выход - с первым входом блока управления аналого-цифровым преобразованием, выходы которого соединены с первыми входами первой группы вентилей, выходы которой соединены со входами параллельного цифроаналогового преобразователя, усилитель, неинвертиругаций вход которого соединен с общей шиной, а выход - через резистор с выходом параллельного цифроаналогового преобразователя, и непосредственно с первым входом демультиплексора, выходы которого являются аналоговыми выходами устройства, вторую группу вентилей, первая группа входов которых соединена с выходами блока управления аналого-цифровым преобразованием, а вторая группа входов - с цифровыми входами реверсивного аналого-цифрового преобразователя, а выходы соединены со входами регистра, выходы которого соединены со вторыми входами первой группы вентилей и цифровыми выходами устройства, блок синхронизации, выходы которого соединены со вторыми входами мультип,пексора,демультиплексора, блока управления, второй группы вентилей и третьим входом первой группы вентилей, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с цель повышения быстродействия, в него введены два ключа, через первый из которых выход усилителя соединен с его инвертирующим входом, а через вторюй ключ инвертирующий вход усилителя соспинен с первым входом компаратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1334654, кл. 2 G 4 Н, 1972 .(прототип) .