Следящий аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1983 года по МПК H03K13/17 

Г Изобретение относится к устройствам преобразования аналоговых величин в цифровые и может быть н-споль- . эовано в области связи, вычислительной и измерительной технике. Известны следующие аналого-цифровые преобразователи, содержащие генератор тактовых импульсов, m реверсивных счетчиков общей разрядностью п, подключенных ко входу цифро-аналогового преобразователя, выход которо-. го подключен к первому входу вычитающего устройства, на второй вход которого подается напряжение преобразуемой величины, выход разностного усилителя подключен к первым входам 2т+1 компараторов, на вторые входы которых подаются cooTBeTCTByiffliyie эталонные напряжения, а выходы компараторов управляют работой реверсивных счетчиков 1 J.

Недоста,тком данных устройств явля;ется то,что при увеличе.нии числа ступеней значительно увеличивается аналоговая часть устройства, что снижает надежность и точность преобразования.

Наиболее езяизким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее устройство сравнения, выход которого подключен

к первому входу блока управления, пер- вый выход которого подключен ко входу реверсивнохчэ счетчика,и разрядов которого снабжены автономными счетными входами, которые соединены с соответствуювдами выходами распределителя импульсов, а выход реверсивного счетчика подключен ко входу цифро-аналогового преобразователя, а также генератор тактовых импульсов 2

Однако известное устройство обладает большими динамическими погрешностями,, так как в процесЬе преобразования невозможно осуществлять коррекцию результата преобразования, если преобразуемая величина изменяется в процессе преобразования.

Целью изобретения является уменьшение динамических погрешностей

Для достижения поставленной цели следящий сшалого-цифровой преобразователь, содержащий устройство сравнения, выход которого подключен к первому входу блока управления, первИй выход которого подключен ко входу реверсивного счетчика, п разрядов которого снабжены автономными счетными входами, которые соединены с соответствуняцими выходами распределителя импульсов, а выход реверсивного счетчика подключен ко входу циф. ро-аналогового преобразователя, а также генератор тактовых импульсов, введены дополнительный цифро-аналого вый преобразователь, дополнительный реверсивный счетчик, вычитающее устройство, причем генератор тактовых импульсов подключен ко второму входу блока управления, второй выход которого подключен ко дополнительного реверсивного счетчика, разрядностью т 7/ togj п, выход которого под ключен ко входу распределителя импульсов, выходы которого соединены со входами дополнительного цифро-ана логового преобразователя, выход которого подключен к первому входу ус ройства сравнения, второй вход котор го подключен к выходу вычитающего устройства, первый вход которого со динен.с выходом цифро-аналогового преобразователя, второй вход с шино напряжения преобразуемой величины. На чертеже представлена блок-схе ма предлагаемого устройства. Следяший аналого-цифровой преобразователь содержит генератор 1 так.товых и myльcoв, блок 2 управления, .реверсивный счетчики 3 и 4, цифроаналогоБые преобразователи 5 и 6, распределитель импульсов 7, вычитаю щее устройство 8, устройство 9 сравнения. Устройство работает следующим : образом. Напряжение U преобразуемой величины подается на один из входов вычи тающего устроства 8, на второй вход которого подается напряжение Uf , с выхода цифро-ангшогового преобразователя 5, которое пропорционально со держимому реверсивного счетчика 3, на выходе вычитающего уст ройства 3 образуется напряжение Л Uy г которое подается на один из входов устройства 9 сравнения, .на второй вход которого подается напряжение с выхода цифро-аналогового преобразователя б, которое может принимать значение равное 2Ди, 2 Ди, 2 iU... , где ли - величина шага квантования, т.е. напряжение Ll.,j равно весу того разряда реверсивного счетчика 3, на входе которого в данный момент находится управляющий импуль с распределителя 7 импульсов. В зависимости от состояния устройства 9 сравнения, блок 2 управления может увеличить или уменьшить содержимое реверсивного счетчика 3 на .вес, на вход которого в данный момент времени- подается импульс с распределителя импульсов 7 или оставить без изменения, а также увели чить или уменьшить содержимое ревер .сивного счетчика 4 на единицу. Процесс слежения осуществляется в два этапа.. . На первом этапе определяется сгьмый старший разряд реверсивного счетчика 3, который необходимо корректировать, при этом сравнивается Ui с модулем ДЦу, если /диу/ {, то блок 2 управления запрещает 1зменение содержимого реверсивного счетчика 3 и увеличивает содержимое реверсивного счетчика 4 с каждым тактом на единицу, до тех пор пока /ДЦу/ не станет меньше U,. на этом первый этап приближения заканчивается. На втором этапе слежения осуществляется процесс уравновешивания аналого-цифрового преобразователя, при этом, в каждом такте блок 2 управления уменьшает содержимое реверсивного счетчика 4 на единицу, и в каждом такте происходит поразрядное уравновешивание реверсивного счетчика 3, если , то содержимое реверсивного счетчика 3 уменьшается- на величину веса разряда, если то содержимое реверсивного счетчика 3 увеличивается на величину веса разряда. В последнем такте кода содержимое реверсивного счетчика 4 становится равным минимальному значению, происходит коррекция младшего разряда реверсивного счетчика 3,- и на этом процесс приближения заканчивается, и блок 2 управления дальнейшее уменьшение содержимого реверсивного счетчика 4 запрещает. Далее цикл преобразования повторяется по вышеописанному алгоритму. Формула изобретения Следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий устройство сравнения, выход которого подключен к первому входу блока управления, первый выход которого подключен к входу реверсивного счетчика, п разрядов которого снабжены автономными счетными входаг/ш, которые соединены с соответствующими, выходами распределителя импульсов, а выход реверсивного счетчика подключен к входу цифро-аналогового преобразователя, а также генератор тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамических погрэшностей, введены дополнительный цифро-аналоговый преобразователь, дополнительный реверсивный счетчик, вычитающее устройство, причем генератор тактовых импульсов подключен ко второму входу блока управления, второй выход которого подключен к входу дополнительного реверсивного счетчика, разрядностью mTrtogj., выход которого подключен к входу распределителя импульсов, выходы которого соединены с входами дополнительного цифро-аналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу устройства сравнения, второй вход которого подключен к выходу вычитающего устройства, первый вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, второй вход с шиной напряжения преобразуемой величины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Балакай В.Г. и др. Интегральные схемы АЦП и ЦАП.- Энергия, 1978,

с. 50.

2.Авторское свидетельство СССР 324639, кл. Н 03 К 13/17, 1972

(прототип).