Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и информационноизмерительной технике, а точнее к устройствам преобразования формы информации, и может быть использовано при проектировании микроминиатюрных аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналого-цифровой преобразователь, содержащий входную шину, блок нульорганов, выход которого подключен ко входу пересчетного устройства, линейный декодирующий преобразователь и блок сравнения 1.

Однако известный преобразователь сложен по своей конструкции, так как линейный декодирующий преобразователь построен на достаточно сложных схемах и характеризуется недостаточно высокой надежностью.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение надежности.

.Указанння цель достигается тем, что в аналого-цифровом преобразователе, содержащем входную шину, нульорган, выход которого подключен ко входу пересчетного устройства, линейный декодирующий преобразователь ,

и блок сравнения, линейный декодирующий Преобразователь и блок сравнения вьтолнены в виде частичло поляризованной с 5гнетоэ.пе:стрической пластины с общим электродом, размещенным на одной ее стороне и выполненным в виде сплошного участка металлизации, и с расположенными на другой ее сто10роне входным и выходными электродами, каждый из которых выполнен в виде полос метгшлизации и размещен друг относительно друга на расстоянии i , электродом сравнения и эталонными электродами в виде полос металлиза15ции, каждый из которых размещен перпендикулярно входному и выходному электродам на расстоянии С друг относительно друга, причем входной электрод подключен ко входной шине, эта20лонные электроды - к выходам пересчетного устройства, выходные электроды и электрод сравнения - ко входу нуль-органа, а общий электрод - к общей шине.

25

На фиг. 1 изображена конструкция сегнетоэлектрического аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 функционгшьная схема устройства.

Основу конструкции составляет

30 сегнетопьезоэлектрическая пластина 1 ( фиг.1). На одну сторону пластины 1 нанесен входной электрод 2. На расстоянии г от электрода 2 параллель но ему с шагом К нанесены п выходных электродов 3. Необходимое количество электродов 3 определяется преименяемым алгоритмом аналогоцифрового п эеобразрвания (так, например, для алгоритма счета единичных приращений п равно максимальному числу уровней квантования, для еледящаго алгоритма ,для алгоритма поразрядного кодирования п равно числу разрядов эквивалентных цифровых кодов). Перпендикулярно входному электроду 1 нанесен электрод 4 оравнения. На расстоянии 2 от электрода 4 нанесены эталонные электроды 5. На противоположной стороне пластины 1 нанесен общий электрод 6. Сегнетоэлектрический материал пластины 1 под электродами 2-5 поляризован. Входной электрод 2 соединен со входной 7 { фиг.2), Выходные электроды 3 и электрод 4 сравнения подключены ко входу нуль-органа 8. Выхо нуль-органа 8 соединен со входом пересчетной схемы 9..Выходы пересчетно схемы 9 соединены с эталонными элект родами 5. Закон изменения цифровых кодов на выходах пересчетной схемы 9 задан в соответствии с примененным алгоритмом аналого-цифрового преобразования. Обцщй электрод 6 соединен с общей шиной устройства. Аналого-цифровой преобразователь работает следующим оюразом. Импульс входного напряжения, пропорциональный преобразуемой аналогоцифровой величине, подается со входной шины 7 (фиг.2) на входной электрод 2. Одновременно на эталонные электроды 5 с выходов пересчетной схемы 9 подаются импульсы эталонного возбуждения в соответствии с хранимым пересчетной схемой 9 цифровым кодом. Эталонные электроды 5 и участ ки поляризованного сегнетоэлектрика под этими электродами выполняют функции линейного деко дирующегсй преобразователя, в силу обратного пьезо эффекта возбужденный входной электрод 2, а также каждый из возбужденны электродов 5, генерирует бегущую механическую волну, распространяющуюся в направлений, перпендикулярном вызвавшему ее электроду. Ввиду того, что входной электрод 2 и эталонные электроды 5 равноудалены от соответственно ближайшего из выходных электродов 3 и электрода 4 сравнения механические волны достигают электродов 3 и 5 одновременно. Механическая долна, возбужденная .электродаэм 2 и пропорциональная входной аналоговой величине, и пакет механических волн, возбужденных эталонными электродами 5, пропорциональный цифровому коду пересчетной схемы, в силу прямого пьезоэффекта, генерируют на выходном электроде 3 и электроде 4 сравнения электрические заряды, пропорциональные указанным входной и эталонной величинам. Ввиду того, что электроды 3 и 5 электрически соединены, происходит алгебраическое суг.1мирование указанных электрических зарядов, а точнее их сравнение, вследствие, того, что они имеют противоположный знак (поляризация сегнетозлектрика под электродами 3 и 5 имеет противоположное направление, либо Импульсы возбуждения, подаваемые на электроды 2 и 5 имеют противоположную полярность ). Нуль-орган 8 регистрирует разницу зарядов, наве, денных на электрюдах 3 и 4, т.е.выявляет равенство или неравенство входной и эталонной величин, и выдает Команду на изменение кода эталона в пересчетной схеме 9 в соответствии с принятым алгоритмом аналого-цифрового преобразования.. Далее эталонные электроды формируют новую эталонную волну, которая достигает электрод 4 сравнения в тот самый момент, когда возбужденная ранее входным электродом 2 волна достигает следующего выходного электрода 3 (расстояние между соседними электродами.3 равно расстоянию между электродами 4 и 5). Происходит процесс сравнения аналогичный описанному. И так далее, до тех пор, пока пересчетНая схема не выработает эталон, эквивалентный входной величине (цифровой код) . Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий входную шину, нуль-орган, выход кoтopoгo oдключeн Jкo входу пёресчетйбго устройства , линеййый/ декодирующий преобразователь и блок сравнения, отличающийся тем, что, с целью умекьшения габаритов и повышения надежности, линейный декодирующий преобразователь и блок сравнения выполнены в виде частично поляризованной сегнетоэлектрической пластины с обидим элект родом, размещенным на одной ее стороне и выполненным в виде сплошного участка металлизации, и с расположенными на другой ее стороне входным и выходными электродги, каждый из которлх выполнен в виде полос металлизации и размещен друг относительно ffpyra. на расстоянии t , электродом сравнения и эталонными .электродами, в виде полос металлизации, из которых разме1цен перпендикулярно входному и выховвдым. элект i родам на расстоянии I друг относительно друга, входной электрод подключен ко входной шине, эталонные электроды - к выходам пересчетного устройства, выходные электроды и электрод сравнения - ко входу нуль-органа, а общий электрод - к общей шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Полупроводниковые кодирующие и декодирующие преобразователи. Под ред.В.Б.Смолова, М.,Энергия, 1967, с.134-135 (прототип ).

II I I I - -Г

11