Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K13/17 

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в цифровых измерительных системах для ввода информации в электронно-цифровую вычислительную машину.

Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), работающий по методу поразрядного уравновешивания tl .

Для этого преобразователя принципом работы является .включение разряда формирователя компенсирующего напряжения, управляемого регистром, и выключениеэтого разр5зда со сдвигом во времени.

Основной недостаток такого устройства состоит в том, что операции выключения предьщущего разряда и включения посл едующего разряда регистра производятся со сдвигом во времени, который составляет неиспользуемую часть временного тактового интервала, т. е. Обуславливает потерю потенциального быстродействия АШ.

Известен аналого-Ш1фровой преобразователь, содержащий распределитель им-.

пульсов, регистр, две группы элементов совпадения, декодирующий блок и узел сравнения, при этом первая труппа элементов совпадения подключена ко входам установки нуля, а другая группа - ко .входам установки единицы разрядов регистра 2. .

Этот преобразователь обладает низкой помехоустойчивостью, так как в процессе поразрядного уравновешивания входного сигнала компенсирующим сигналом возможно появление ошибочных результатов, .вследствие сброса в О предьщущего разряда регистра от реакции узла сравнения в момент включения последующего разряда.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при сохранении быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что аналого-цифровой преобразователь, содержащий формирователь тактовых импульсов, выход которого соединен со входом распределителя импульсов, первый 392 выход которого соединен с единичным вх дом первого и нулевого входами п 1 TpiwrepOB регистра, с второго по п -ый выходы соединены соответстветственно с первыми входами первой и второй груп элементов совпадения, а выходы элементов совпадения первой грутшы соединены соответственно с нулевыми входами триггеров регистра, выходы же элементов совпадения второй группы соединены соответственно с единичными входами с второго по п -ый триггеры регистра, выходы регистра соединены со входами декодирующего блока, выход которого соединен с первым входом дифференциального узла сравнения, второй вход которого соединен со входной шиной, введены первый и второй , элементы запрета, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы совпадения и элемент ИЛИ, причем прямой и инверсный выходы дифференциального узла сравнения через элементы запрета и элементы ИЛИ-НЕ подключены соответственно к входам первого и второго элементов совпадения, вторые входы которых соединены с выходом формирователя тактовых импульсов, выход первого элемента совпадения соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, с тшерсным вх дом первого элемента запрета, с первым из входов элемента ИЛИ и с первыми входами элементов совпадения первой группы, а выход второго элемента совпадения соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, с инверсным входом второго элемента запрета и с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами элементов совпадения второй группы. Совокупность введенных элементов с указанными связями выполняет функгщи стробирования результата сравнения сигналов в момент переднего фронта тактового импульса, запоминания этого результата на время длительности тактового импульса и формирования задержанной тактовой импульсной последовательности, синхронизирующей включение разря дов регистра. В предлагаемом устройстве включени последующего разряда и выключение пре дьщущего разряда вьтолняется одновременно, .г, е, сохраняется максимально эффективное использование тактового временного интервала и, следовательно, быстродействие ЛИП. Однако благодаря введению новых узлов и связей в предлагаемом устройстве исключается воз44можность ошибочного выключения пре- дыдушего разр5ща при включениях последующего разряда регистра, т. е, дости- гается повьпиение помехоустойчивос;ти А11П. На фиг. 1 приведена функциональная схема аналого-цифрового преобразователя (AUn) ; на фиг. 2 - временная диаграмма обмена. Преобразователь содержит форм1фователь тактовых импульсов 1, распределитель импульсов 2, регистр 3, первую группу 4 элементов совпадения, вторую группу 5 элементов совпадения, декодирующий блок 6, дифференциальный узел 7 сравнения, первый элемент 8 запрета, второй элемент 9 запрета, первый элемент ИЛИ-НЕ 10, второй элемент ИЛИ-НЕ 11, первый элемент 12 совпадения, второй элемент 13 совпадения и элемент ИЛИ 14.о Временная диаграмма обмена включает тактовые импульсы 15, импульсы 16 с выхода распределителя импульсов, импульсы 17 с выхода элемента 12 совпа- дения, импульсы 18 с выхода элемента 13 совпадения, импульсы 19 с выхода элемента ИЛИ 14, импульсы 20 с выхода элементов совпадения первой группы 4, импульсы 21с выхода элеме1гтов совпадения второй группы 5, импульсы 22 - выходы трштеров регистра 3. Работает устройство следующим образом. Преобразование аналогового сигнала Ug в предлагаемом ЛИП в основном соответствует известному принципу поряз- рядного кодирования. Отличительной особенностью работы АПП является формирование задержанной тактовой импульсной последовательности, синхронизирующей включение последующего разряда рс-гистра, из логических сигналов, полученных путем стробирования и запоминания результата сравнения входного сигнала 1) и предыдущего уровня компенсирующего напряжения Ui , В интервале времени между тактовыми импульсами 15 элементы 12 и 13 совпадения находятся в состоянии лопгческого О, при этом запрещающие сигналы на. инверсных входах элементов 8 и 9 запрета отсутствуют и выходные сигналы дифференциального узла 7 сравнения проходят через элементы 8, 9 и 10, 11 на входы элементов 12 и 13 совпадения. В момент поступления очередного тактового импульса на выходе одного из элементов 12 или 13 совпадения соответствующий Импульс 17 или 18, который поступает через элемент ИЛИ 14 и один из элементов совпадения второй группы 5 на вход установки 1 последующего разряда регистра 3, а также поступает на вход элемента ИЛИ-НЕ 11 или 1О и на инверсный вход элемента 8 или 9 запрет При этом элементы 10 - 13 временно (в течение длительности тактового импульса) выполняют функцию запоминания этого результата сравнения, который имел место в момент переднего-фронта тактового импульса. Элементы 8 и 9 запрета предотвращают ощибочное переключение элементов 1О - 13 при возможных изменениях состояния дифференциального узла 7 срав нения, вызьшаемых включением последующего уровня компенсирующего напряжения, в пределах длительности данного тактового импульса. При условии в данном тактовом интервале (что соответствует появлению стенала О на прямом выходе диф- ференциалъного узла 7 сравнения и сигнала 1 на выходе первого элемента ИЛИ-НЕ 10 вырабатывается 1 на выходе первого элемента 12 совпадения. При совпадении k -го импульса 16 от распределителя с выходным импулЕз- сом 17 элемента 12 один из элементов совпадения первой группы 4 формирует имггульс 2О установки О соответствующего разряда регистра 3, т. е. осуществ ляется выключение го разряда компен сирующего напряжения. Одновременно в результате совпадения t-го импульса 16 от распределител импульсов с импульсами 19 задержанной тактовой последовательности от элемента ИЛИ 14 один из элементов совпадения второй группы 5 формирует импульс 21 установки 1. для следующего (1с+1)разряда регистра 3, т. е. производится включение (k + 1)-го разряда компенсирующего напряжения. Поскольку задержанная так,товая импульсная последовательность формируется элементом ИЛИ 1 из логических сигналов, полученных путем стробирования и запоминания резуль тата сравнения входного сигнала и предыдущего уровня компенсирующего напряжения UK то автоматически обеспечивается минимально необходимый и достаточный для получения высокой поме хоустойчивости А11П интервал времени L Между моментом стробирования выходных сигналов дИфференш1алыюго узла сравнения и моментом начала очередной опера- iwn переключения компенсирующего напряжения. Введение новых узлов и связей повышает помехоустойчивость АЦП, и, как следствие, позволяет получить более высокое отнощение стгнал/шум в канале. При этом быстродействие АЦП не только сохраняется, но даже повьплается, так как оказалось возможным повысить тактовую частоту работы А1Ш в два раза при обеспечении высокой помехаустойчивости преобразования. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий формирователь тактовых импульсов, выход которого соединен с входом распределителя импульсов, первый выход которого соединен с едтшчным входокт первого и нулевыми входами п -1 триггеров регистра, с второго по п -ый выходы соответственно с первыми входами первой и второй групп элементов совпадения, а выходы элементов совпадения первой группы соединены соответственно с нулевыми входами Tpin repoB регистра, выходы же элементов совпадения второй группы соединены соответственно с единичными входами с второго по п -ый триггеры регистра, выходы регистра соединены с входами декодирующего блока, выход которого соединен с первым входом дифференциального узла сравнения, второй вход которого соединен с входной щиной, о т л и - чающийся -тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при сохранении быстродействия преобразователя, введены первый и второй элементы запрета, первый и второй элементы -ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы совпадения и элемент ИЛИ, причем прямой и инверсный выходы дифференциального узла сравнения через элементы запрета и элементы ИЛИ-НЕ подключены соответственно к входам первого и второго элементов совпадения, вторые входы которых соединены с выходом форм1-фователя тактовых импульсов, выход первого элемента совпадения соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, с инверсным входом первого элемента запрета, с первым входом элемента ИЛИ и с первыми входами элементов совпадения первой групы, а выход второго элемента совпадения соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, с инверсным входом второго элек(онта за-

79248548

прета и с вторым входом эпемента ИЛИ,1. Авторское свидегелъство СССР

выход которого соединен с втдрыми 240343, кл, Н 03 К 13/17,21.03,69.

дами элементов совпадения второй группы. 2. Каган Б. М. и др. Системы связи

Источники информации,s М„ Советское радио , 1978, с. 157,

принятые во внимание при экспертизерис. 4.19.

УВМ с объектами, управления в АСУ ТП.