SU1123104A1 - Analog-to-digital converter - Google Patents

Analog-to-digital converter Download PDF

Info

Publication number
SU1123104A1
SU1123104A1 SU833610780A SU3610780A SU1123104A1 SU 1123104 A1 SU1123104 A1 SU 1123104A1 SU 833610780 A SU833610780 A SU 833610780A SU 3610780 A SU3610780 A SU 3610780A SU 1123104 A1 SU1123104 A1 SU 1123104A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
voltage
output
digital converter
controlled
Prior art date
Application number
SU833610780A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Иванович Диденко
Владимир Павлович Федотов
Иван Дмитриевич Вельт
Original Assignee
Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт filed Critical Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority to SU833610780A priority Critical patent/SU1123104A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1123104A1 publication Critical patent/SU1123104A1/en

Links

Abstract

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий источник входного сигнала, первый управл емый переключатель пол рности напр жени , основной аналого-цифровой преобразователь, арифметическое устройство и блок управлени , первые выходы которого соединены соответственно с управл ющими входами первого управл емого переключател  пол рности напр жени , основного аналого-цифрового преобразовател , арифметического устройства, первый вход которого соединен с выходом основного аналого-цифрового преобразовател , отличающийSUai , 1123104 3ANALOG-DIGITAL CONVERTER containing the input source, the first controlled voltage switch, the main analog-to-digital converter, the arithmetic unit and the control unit, the first outputs of which are connected respectively to the control inputs of the first controlled voltage switch, the main analog-to-digital converter, an arithmetic unit, the first input of which is connected to the output of the main analog-to-digital converter that distinguishes the Uai, 1123104 3

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах преобразовани  измерительной информации с повышенными требовани ми к точности Известен аналого-цифровой преобразователь , содержащий компаратор, первый вход которого соединен со входной шиной, а второй вход - через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь вычислитель , основной аналого-цифровой преобразователь соединен с выходом компаратора l . Недостатком данного преобразовател   вл етс  низка  точность преобразовани . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник входного сигнала,первый управл емый переключатель пол рности напр жени , основной аналогоцифровой преобразователь, арифметическое устройство и блок управлени . первые выходы которого соединены со ответственно с управл йщими входами первого управл емого переключател  пол рности напр жени , основного ана лого-цифрового преобразовател , ариф метического устройства, первый вход которого соединен с выходом основного аналого-цифрового преобразовател  2 . Недостатком известного преобразовател   вл етс  сравнительно больша  погрешность дискретности, котора  ог раничиваетс  разр дностью основного АЩ. В преобразователе недостижимы одновременно требовани  высокого подавлени  синфазных напр жений и шумов и требовани  малости напр жени  смещени  и входных токов. Снижение действи  входного синфазного напр жени  в схеме возможно, если период частоты зтого напр жени  намного превышает врем  преобразовани  АЦП. В зтом случае входное синфазное напр жение вносит погрешность,знак которой не зависит от пол рности . входного напр жени . Так как абсолютные значени  этих погрешностей на первом и втором тактах весьма близки, они практически полностью взаимно уничтожаютс . При повьпиении входного синфазного напр жени  по вл етс  необходимость уменьшать врем  преобразовани  АЦП. Сокращение этого времени способствует также снижению действи  П1умов вход- ньк цепей основного АЩ (например, его входного усилител ) на результат преобразовани . Это св зано с переносом спектра полезного сигнала в область повышенных частот, сво бодную от действи  низкочастотных шумов. Однако сокращение времени п|)еобразовани  АЦП вынуждает использовать быстродействующие юпочи, например ключи на полевых транзистоipax , дл  которых характерны большие значени  входных токов. Так, например , дл  юшчей коммутатора N590 КН-2 ток Утечки З.,т открытого канала достигает значёни  100 нА. К этому значению следуег прибавить ток перезар да кйжзлектродных емкостей J VC4,i,r где С - значение емкостиJ Y(j - значе1гае управл к цего напр жени  J частота переключени . При { 10 кГц, пФ, Уц 10В, .i i ,„.« -з „ „ „ э iJ(j I мкА. Эти токи, протека  через собственное сопротивление ключа г, внос т погрешность V,; равную Vk,,,Ucny,) и достигаюис ю при Р «200 рм значени  220 мкВ. Так как д , 3, иЗцт на первом и втором тактах внос тс  разными элементами, взаимной компенсации погрешностей не происходит . Результирующа  погрешность Vpjj см |{Ли А.г ) где У:|,Д и VKA значени  погрешностей V . соответствующих 1-му и 2-му тактам, эквивалентна погрешности смещени  АЦП и может достигать значени  V . Столь высокое значение погрешности исключает возможность применени  указанного преобразовател  дл  преобразовани  сигналов низкого уровн  при высоких требовани х к ослаблению действи  входных синфазных напр жений и шумов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аналого-цифровой преобразователь , содержащий источник входного сигнала, первый управл емый переключатель пол рности напр жени , основ- ной аналого-цифровой преобразователь, арифметическое устройство и блок управлени , первые выходы которого со31 единены соответственно с управл ющими входами первого управл емого пере ключател  пол рности напр жени , основного аналого-цифрового преобразовател , арифметического устройства, первый вход которого соединен с выхо дом основного аналого-цифрового преобразовател , введены К -1 управл емых переключателей пол рности напр жени , N источников напр жени , определитель вида операции и Н сумматоров , первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего источника напр жени , а второй вход каждого i -го сумматора соединен с выходом каждого « -го управл  емого переключател  пол рности напр  жени , а выход, кроме первого сумматора , соединен с входом каждого «-1 управл емого переключател  пол рности напр жени , вход последнего из которых соединен с выходом источника входного сигнала, причем вторые выходы блока управлени  соединены.с управл ющими входами Н -1 управл емых переключателей пол рности напр  жени  и N -1 входами определител  вида операции, вход которого соединен с управл ющим входом первог управл емого переключател  пол рности напр жени , а выход - с вторым входом арифметического устройства, при этом выход первого сумматора сое динен с входом аналого-цифрового пре образовател . На фиг.1 представлена структурна  электрическа  схема преобразовател ; на фиг.2 - передаточна  характеристи ка основного АЩ. Преобразователь содержит источник 1 входного сигнала, первый управл емый переключа ель 2 пол рности напр  жени , основной аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, арифметичес кое устройство 4, блок 5 управлени , определитель 6 вида операции, источник 7 напр жени , генерирующий напр жени  q/-A, где С1 -шаг шкалы, сумматор 8,управл емый переключатель 9 пол рности напр жени ,, источник ТО напр жени , генерирующий напр жени  /8, сумматор 11, управл емый переключатель 12 пол рности напр жени , источник 13 напр жени , генерирующий напр жение С /2 , где N - число сумматоров, сумматор 14. Источник 1 подключен ко входу N-1-го управл емого переключател  12, которого соединен с первым 0А входом N -го сумматора 14. Второй вход N -го сумматора 14 соединен с М-м источником 13. Выход сумматора 14 соединен со входом N -2-го управл емого переключател  пол рности напр жени  (не показан). Выход первого управл емого переключател  9 соединен с первым входом второго сумматора 11, второй вход которого соединен со вторым источником 10.. Выход второго сумматора 11 соединен со входом управл емого переключател  2, выход которого соединен с первым входом первого сумматора 8. Второй вход сумматора 8 св зан с первым источником 7 (1апр жени . Выход первого сумматтора 8 соединен со входом основного АЦП 3, выход которого соединен . со входом арифметического устройства 4. Управл ющие входы управл емых переключателей пол рности напр жени  (показаны переключатели 2,9 и 12), основного АЦП 3 и вход св зи с арифметическим устройством 4 соединены с блоком 5. Входы определител  6 соединены с управл ющими входами управл еьвлс переключателей 2, 9, 12 и других. Определитель, 6 подает на вход управлени  видом операции арифметического устройства 4 первый управл ющий сигнал, например логическую единицу, если число управл емых переключателей пол рности напр жен  , наход щихс  во втором состо нии, четно , или второй управл ющий сигнал, например логический ноль, если число управл емых переключателей пол рности напр жени , наход щихс  во втором состо нии, нечетно. При первом сигнале на вьосоде управлени  видом операции ар1 нетического устройства 4 код, имекмцийс  на его входе, после команды от блока S прибавл етс  к ранее накопленной сум« ме. При втором сигнале на входе управлени  видом операцци арифметического устройства 4 код, имею1цийс  на его входе, после команды от блока 5 вычитаетс  из ранее накопленной сукмы . Результат преобразовани  АЦП фор мируетс  на выходе арифметического устройства 4 в соответствии с формулой , 1 JL - .л где LI - результат i -го преобразовани  основного АЦП 3; Ч - число преобразований основного АЦП;The invention relates to electrical measuring equipment and can be used in devices for converting measurement information with increased accuracy requirements. An analog-to-digital converter containing a comparator is known, the first input of which is connected to the input bus, and the second input is via a serially connected digital-to-analog converter calculator, the main analog A digital converter is connected to the output of the comparator l. The disadvantage of this converter is the low conversion accuracy. Closest to the invention, the technical entity is an analog-to-digital converter containing an input source, a first controlled voltage polarity switch, a main analog-to-digital converter, an arithmetic unit, and a control unit. The first outputs of which are connected, respectively, with the control inputs of the first controlled voltage switch, the main analog-digital converter, the arithmetic unit, the first input of which is connected to the output of the main analog-digital converter 2. A disadvantage of the known converter is the relatively large discretization error, which is limited by the basic AChB. In the converter, the requirements of high suppression of common mode voltages and noises and the requirement of low bias voltages and input currents are unattainable at the same time. A reduction in the input common-mode voltage in the circuit is possible if the period of the frequency of this voltage is much longer than the conversion time of the ADC. In this case, the input common-mode voltage introduces an error whose sign does not depend on polarity. input voltage Since the absolute values of these errors in the first and second cycles are very close, they are almost completely mutually destroyed. When penetrating the input common-mode voltage, it becomes necessary to reduce the conversion time of the ADC. Reducing this time also contributes to reducing the effect of P1umov input circuits of the main AShch (for example, its input amplifier) on the conversion result. This is due to the transfer of the spectrum of the useful signal to the region of higher frequencies free from the action of low-frequency noise. However, the reduction in the time of | | e formation of the ADC makes it necessary to use high-speed devices, for example, keys on field-effect transistors, for which large values of input currents are characteristic. So, for example, for the switch N590 KN-2, the leakage current Z., t of the open channel reaches 100 nA. To this value, add the recharge current and capacitance capacitances J VC4, i, r, where C is the capacitance value J Y (j is the value controlling the voltage j, the switching frequency. At {10 kHz, pF, TC 10B, .ii, ". “-Z„ „„ iJ (jI μA. These currents, flowed through the intrinsic resistance of the key g, introduce an error V equal to Vk ,, Ucny,) and reach a value of 220 μV for P 200 mm. So as d, 3, iztst on the first and second cycles are introduced by different elements, mutual compensation of errors does not occur. The resulting error Vpjj cm | {Lee A.g) where Y: |, D and VKA V. corresponding to the 1st and 2nd cycles, is equivalent to the error of the ADC offset and can reach the value of V. Such a high error value excludes the possibility of using the specified converter for converting low level signals with high requirements for attenuating the input common-mode voltage and noise. The aim of the invention is to improve the accuracy of the conversion. The goal is achieved in that the analog-to-digital converter containing the input source, the first controlled voltage switch, the main analog-to-digital converter, the arithmetic unit and the control unit, the first outputs of which are connected respectively to the control inputs the first controlled voltage switch, the main analog-digital converter, an arithmetic unit, the first input of which is connected to the output of the main analog-digital signal In the converter, K – 1 controlled voltage switches, N voltage sources, an operation type determinant, and H adders, the first input of each of which is connected to the output of the corresponding voltage source, and the second input of each i -th adder are connected to the output of each "th controlled voltage switch, and the output, except for the first adder, is connected to the input of each" -1 controlled polarity switch, the input of the last of which is connected to the output of the input A signal, the second outputs of the control unit are connected to the control inputs H -1 of the controlled voltage switches of the voltage and N -1 the inputs of the type of operation, the input of which is connected to the control input of the first voltage switch of the controlled polarity, and the output is with the second input of the arithmetic unit, while the output of the first adder is connected to the input of the analog-digital converter. Figure 1 shows a structural electrical converter circuit; Fig. 2 shows the transfer characteristic of the main AShch. The converter contains an input signal source 1, a first controlled voltage switch 2 polarity, a main analog-to-digital converter (ADC) 3, an arithmetic unit 4, a control unit 5, an operation type determinant 6, a voltage source 7 that generates voltage q / -A, where C1 is the scale step, adder 8, controlled voltage switch 9, voltage source TO, generating voltage / 8, adder 11, controlled voltage switch 12, voltage source 13 generating voltage C / 2, where N - number of adders, adder 14. Source 1 is connected to the input of the N-1 th controlled switch 12, which is connected to the first 0A input of the N -th adder 14. The second input of the N -th adder 14 is connected to the M-m source 13. Output The adder 14 is connected to the input N-2 of the controlled voltage switch polarity (not shown). The output of the first controlled switch 9 is connected to the first input of the second adder 11, the second input of which is connected to the second source 10. The output of the second adder 11 is connected to the input of the controlled switch 2, the output of which is connected to the first input of the first adder 8. Second adder 8 connected to the first source 7 (1 voltage. The output of the first adder 8 is connected to the input of the main ADC 3, the output of which is connected to the input of the arithmetic unit 4. The control inputs of the controlled voltage polarity switches ( switches 2,9 and 12) are shown, the main ADC 3 and the communication input with the arithmetic unit 4 are connected to block 5. The inputs of the determinant 6 are connected to the control inputs of the control of the switches 2, 9, 12 and others. The determinant 6 supplies the input controlling the type of operation of the arithmetic unit 4, the first control signal, for example a logical unit, if the number of controlled polarity switches of the voltage in the second state is even, or a second control signal, for example a logical zero, if the number of controlled switches STUDIO polarity voltage, finding schihs in the second state, is odd. At the first signal on the control of the type of operation of the arctic device 4, the code, which is at its input, after the command from the S block is added to the previously accumulated sum. At the second signal at the input of the control of the type of operation of the arithmetic unit 4, the code, which is at its input, after the command from block 5, is subtracted from the previously accumulated sukma. The conversion result of the ADC is formed at the output of the arithmetic unit 4 in accordance with the formula, 1 JL - .l where LI is the result of the i-th conversion of the main ADC 3; H - the number of transformations of the main ADC;

n - число управл емых переклуочателей пол рности напр жени , наход щихс  во втором состо нии при выполнении 1-го преобразовани  основного АЦП 3.n is the number of controlled voltage switching units that are in the second state when performing the 1st conversion of the main A / D converter 3.

Процесс Лреобразовани  А1Щ зависит от того, какие именно преимущест ва (снижение погрешности дискретности , В1УМОВ, действи  входных синфазных напр жений) должны быть реализованы . Снижение погрешности дискретности 3 2 раз при одновременном ослаблении действи  входных синфазных напр жений и шумов достигаетс  при вьтолнении приведённой ниже последовательности действий.The process of transformation of A1SC depends on exactly what advantages (reduction of the discreteness error, V1UMOV, the effect of the input common-mode voltage) should be implemented. A reduction in the discreteness error 3–2 times while simultaneously weakening the effect of input common-mode voltages and noise is achieved by implementing the sequence given below.

Процесс преобразовани  состоит из одного вспомогательного такта и N тактов. На вспомогательном такте по команде с блока 5 в арифметическое устройство 4 записываетс  иоль, а управл емые переключатели пол рности напр жени  устанавливаютс  в первое состо ние. Каждый такт состоит из трех подтактов. На первом подтакгте первого такта 1, в формуле (1) по команде с блока 5 основной АЦП 3 осуществл ют преобразовани имеющегос  у него на входе напр жени  в код ц . На выходе арифметического устройства А при зтом возникает код L, . На втором подтакте по команде с блока 5 первый управл емый переключатель 2 переходит во второе состо ние f 2, « 1 в формуле (1) , и основной АЦП 3 преобразует имеющеес  у него на входе напр жение в код выходе арифметического устройства 4 при зтом возникает код 1/2 ( На третьем подтакте первого такта управл емый переключатель 2 по команде с блока 5 устанавливаетс  в первое состо ние. На первом подтакте второго такта по команде с блока 5 первый управл емый переключатель 9 переходит во второе состо ние. На втором подтакте второго такта повтор ютс  операции первого такта. На выходе арифметического устройства 4 при зтом возникает код 1/4 (L -Lj -Lj+L.), где Lj и Ly - коды на выходе основного АЦП 3 на втором подтакте второго такта. На третьем подтакТе второго такта по команде с блока 5 первый управл емьй переключатель 9 переходит в первое состо ние. На первом подтактеt-го,The conversion process consists of one auxiliary clock and N clock cycles. In the auxiliary clock cycle, as instructed by block 5, iol is written to the arithmetic unit 4, and the controlled voltage switches are set to the first state. Each measure consists of three pits. In the first sub-step of the first cycle 1, in the formula (1), at the command from block 5 of the main ADC 3, the voltage at the input of the voltage to the code r is converted. At the output of the arithmetic unit A, with this, a code L,. On the second push, on command from block 5, the first controlled switch 2 switches to the second state f 2, "1 in formula (1), and the main A / D converter 3 converts the input arithmetic unit 4 voltage at its input 4 code 1/2 (On the third pitch of the first clock cycle, the controlled switch 2 is set to the first state by a command from block 5. On the first pact of the second clock cycle by a command from block 5, the first controlled switch 9 changes to the second state. On the second second stroke tact is repeated operations of the first clock cycle. At the output of the arithmetic unit 4, a code of 1/4 appears (L -Lj -Lj + L.), where Lj and Ly are the codes at the output of the main ADC 3 on the second stroke of the second clock. the command from block 5, the first control switch 9 enters the first state. On the first touch,

например N-го, такта по команде с блока 5 N-1-й управл емый переключатель пол рности напр жени  (например , N -1-й управл емый переключатель 12) переходит во второе состо ние На втором подтакте4 -го такта повтор ютс  предыцулще i -I тактов в произвольной (например, начина  с 1-го и конча  i тактом) последовательности . На третьем подтакте -гo такта по команде с блока 5 N-1-й управл емьй переключатель пол рности напр жени  переходит в первое состо ние. В процессе выполнени  зти действий на вкоходе АЦП формируетс  код Lfor example, the Nth, cycle, as commanded by unit 5, the N-1th controlled voltage switch of the voltage (for example, the N -1th controlled switch 12) changes to the second state. On the second cycle, the 4th cycle repeats i -I cycles in an arbitrary (for example, starting from the 1st and ending i cycles) sequence. On the third punch of the cycle, on command from the 5th block, the N-1st control polarity switch switches to the first state. In the process of performing these actions, the code L is generated at the input of the ADC.

rttrtt

Г  R

иг.ИЧ;, 2 SiIg.ICH ;, 2 Si

(2)(2)

 вл ющийс  результатом преобразовани  АЦП.resulting from the conversion of the ADC.

Работа АЦП по сн етс  дл  случа  . В зтом случае переключатели 9 и 12, источники 10 и 13, сумматоры 11 и 14 (фиг.1) отсутствуют, и преобразуемое напр жение поступает на управл емьй переключатель 2, а функционирование АЦП ограничиваетс  вспомогательным и первым тактами.The operation of the ADC is explained for the case. In this case, switches 9 and 12, sources 10 and 13, adders 11 and 14 (Fig. 1) are absent, and the voltage to be converted is fed to control switch 2, and the operation of the ADC is limited by the auxiliary and first cycles.

На первом подтакте первого такта на вход основного АЦП 3 поступает напр жение, равное 1 V to/4, где V значение преобразуемого напр жени , на втором подтакте первого такта на вход основного АЦП 3 поступает напр жение, равное 7 V 4 а /4 .На выходе основного АЦП 3 при зтом по вл ютс  Коды L, и Uj соответственно . Возникающий на выходе арифметического устройства 4 код L (L,-l) характеризуетс  вдвое меньшей погрешностью дискретности, чем погрешность дискретности основного АЦП 3. Это следует из рассмотрени  передаточной характеристики основного АЦП 3 (фиг.2, крива  15). Действие первого источника 7 напр жени  эквивалентно смещению передаточной характеристики основного А1Щ 3 на /4. По мере увеличени  V от значени , равного нулю , значение L,- Ь на выходе арифметического устройства 4, равное 1, достигаетс  при (/4 ,/4 .значение , равное 2, достигаетс  при . Таким образом, код Ц- 4л имеет дискретность, равную /2, т.е. вдвое меньшую, чем дискретность , основного АЦП 3. Это дает возможность рассматривать устройство, содержащее переключатель 2, преобразователь 3, устройство 4, блок 5, .определитель 6, источник 7, сумматор 8, как АЩ1 с передаточной характеристикой (фиг.2|Крива  16) и погрешностью дискретности вдвое меньшей, чем у основного. АЦП 3.Прибавление к АЦП, состо щему из указанных элементов, переключател  9, источника 10 и сумматора 11 снижает погрешность дискретности еще вдвое.On the first pitch of the first cycle, the input voltage of the main ADC 3 receives a voltage equal to 1 V to / 4, where V is the value of the voltage being converted, on the second sub-stroke of the first cycle, the input voltage of the main ADC 3 is equal to 7 V 4 a / 4. At the output of the main ADC 3, codes L, and Uj, respectively, appear at this point. The L (L, -l) code appearing at the output of the arithmetic unit 4 is characterized by half the discrete error than the discrete error of the main ADC 3. This follows from consideration of the transfer characteristic of the main ADC 3 (Fig. 2, curve 15). The action of the first voltage source 7 is equivalent to the displacement of the transfer characteristic of the main A1SC 3 by / 4. As V increases from a value equal to zero, the value of L, - b at the output of the arithmetic unit 4, equal to 1, is reached at (/ 4, / 4. A value equal to 2, is reached at. Thus, the code D-4L has a discreteness equal to / 2, i.e., twice as small as the resolution of the main ADC 3. This makes it possible to treat a device containing a switch 2, a converter 3, a device 4, a block 5, a determinant 6, a source 7, an adder 8, as ASC1 with the transfer characteristic (Fig.2 | Curve 16) and the discreteness error is half that of the main one. ADC 3. Adding to the ADC consisting of these elements, the switch 9, the source 10 and the adder 11 reduces the discretization error by another half.

Ослабление действи  переменных синфазных входных напр жений и шумов при сохранении точности, характерной дл  точного и медленнодействукнцего управл емого переключател  пол рноети напр жени , св зано с возможностью использовани  в качестве управл емого переключател  12 пол рности напр жени  точного и медленнодействующего элемента, построенного, например, на герконах. Управл емый переключатель 2 пол рности напр жени  при этом должен быть быстродей-ствующим и может вносить значительное напр жение смещени  без ущерба дл  Точности АЦП. Пор док действий может быть упрощен, если достаточно незначительное, например четырехкратное (), снижение погрешности дискретности. В этом случае снижение действи  входных синфазных напр жений и шумов достигаетс  выполнением 2-м (М - целое положительное число) преобразований основного АЦП 3 при первом состо нии управл емого переключател  12 пол рности напр жени  и 2м преобразований основного А1Щ 3 при втором состо нии этого элемента, причем каждое нечетное пре образование из 2М преобразований соответствует первому, а каждое четное - второму состо ни м управл емого переключател  2. Результат преобразовани  АЦП в этом случае формируетс  как сумма 4М кодов, соответству ющих 4м преобразовани м при первом и втором состо ни х управл емого переключат л  12 пол рности напр жени . 5 Знаки кодов Li , формирующих в соответствии с (1) результат преобразовани  АЦП L , определ ютс  в соответствии с изложенным ранее пор дком работы арифметического устройства 4The weakening of alternating common-mode input voltages and noise while maintaining the accuracy characteristic of an accurate and slow action controlled polarity switch of the voltage network is associated with the possibility of using as an adjustable voltage switch of exact and slow-acting element constructed, for example, on reed switches. The controlled switch 2 of the polarity of the voltage in this case must be fast-acting and can introduce a significant bias voltage without compromising the accuracy of the ADC. The order of actions can be simplified if a sufficiently small, for example, fourfold (), decrease in the error of discreteness. In this case, the reduction of the input common-mode voltage and noise is achieved by performing 2-m (M is a positive integer) transformations of the main ADC 3 in the first state of the controlled switch 12 of the polarity of the voltage and 2m transformations of the main A1SCH-3 in the second state element, each odd transformation of 2M transformations corresponds to the first, and each even one - to the second state of the controlled switch 2. The result of the ADC conversion in this case is formed as the sum of 4M codes, corresponding to at the first and second states of the controlled switch of 12 polarity of voltage. 5 The characters of the Li codes, which form, in accordance with (1), the result of the conversion of the A / D converter L, are determined in accordance with the previously stated order of operation of the arithmetic unit 4

0 и определител  6 вида. Ослабление действи  переменных синфазньк напр жений св зано с уменьшением приращени  абсолютной погрешности, вносимой переменным синфазным напр жением на0 and determinant of 6 species. The weakening of the effect of variable in-voltage voltages is associated with a decrease in the absolute error increment introduced by the alternating common-mode voltage to

5 интервале двух следук цих одно за другимпреобразований основного АЦП 3, и со статистическим усреднением этих приращений. Снижение шумов обусловлено их статистическим усреднением5 in the interval of two tracks, one after the other, for the transformations of the main ADC 3, and with a statistical averaging of these increments. Noise reduction due to their statistical averaging

0 и переносом спектра полезного сигнала в область повышенных частот, свободную от низкочастотных шумбв.0 and the transfer of the spectrum of the useful signal in the region of higher frequencies, free from low-frequency noise.

Использование дополнительных элементов выгодно отличает преобразова5 тель от прототипа, так как при том же наборе элементов за счет использовани  источников напр жени  и сумматоров удаетс  значительно снизить погрешность дискретности, погрешнос0 ти от синфазного сигнала, шумов и входных токов.The use of additional elements favorably distinguishes the converter from the prototype, since with the same set of elements due to the use of voltage sources and adders, it is possible to significantly reduce the error of discreteness, errors from the common-mode signal, noise and input currents.

Получаемый за счет повышени  точности эффект может быть весьма значительньм , ес,ли, например, использовать дешевый АЦП с малым числом разр дов вместо дорогого многоразр дного АЦП. Целесообразность применени  предлагаемого АЦП повышаетс  в томThe effect obtained by increasing the accuracy can be quite significant, if, for example, to use a cheap ADC with a small number of bits instead of an expensive multi-bit ADC. The feasibility of applying the proposed ADC increases in

„ случае, если имеетс  очень точный, но малоразр дный основной АЩ1, изготовленный в виде законченного модул , причем доступ к его внутренним точкам (например, дл  подключени  дополнительных разр дов АЦП) отсут-.If there is a very accurate, but small-sized main AShch1, made in the form of a complete module, and access to its internal points (for example, to connect additional bits of the ADC) no.

ствует..is ..

II

Claims (1)

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий источник входного сигнала, первый управляемый переключатель полярности напряжения, основной аналого-цифровой преобразователь, арифметическое устройство и блок управления, первые выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого управляемого переключателя полярности напряжения, основного аналого-цифрового преобразователя, арифметического устройства, 1 первый вход которого соединен с выходом основного аналого-цифрового преобразователя, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены И-1 управляемых переключателей полярности напряжения, N источников напряжения, определитель вида операции и N сумматоров, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего источника напряжения, а второй вход каждого «-го сумматора соединен с выходом каждого i -го управляемого переключателя полярности напряжения, а выход, кроме первого сумматора, соединен с входом каждого i-1 управляемого переключателя полярности напряжения, вход последнего из которых соединен с выходом источ- g ника входного сигнала, причем вторые | выходы блока управления соединены с If управляющими входами N-1 управляемых If переключателей полярности напряжения I™ и N-1 входами определителя вида one- q рации, N -й вход которого соединен с управляющим входом первого управляемого переключателя полярности напряжения, а выход - с вторым входом арифметического устройства, при этом выход первого сумматора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя.ANALOG-DIGITAL CONVERTER containing an input signal source, a first controlled voltage polarity switch, a main analog-to-digital converter, an arithmetic device and a control unit, the first outputs of which are connected respectively to the control inputs of the first controlled voltage polarity switch, a main analog-to-digital converter, arithmetic device , 1 the first input of which is connected to the output of the main analog-to-digital converter, characterized in that, with integer In order to increase the conversion accuracy, I-1 controlled voltage polarity switches, N voltage sources, an operation type determiner and N adders are introduced into it, the first input of each of which is connected to the output of the corresponding voltage source, and the second input of each "-th adder is connected to the output each i-th controlled voltage polarity switch, and the output, except for the first adder, is connected to the input of each i-1 controlled voltage polarity switch, the input of the last of which is connected to the output source g of the input signal, with the second | the outputs of the control unit are connected to If the control inputs of N-1 controlled If switches of voltage polarity I ™ and N-1 inputs of a determinant of the form one-q radio, the Nth input of which is connected to the control input of the first controlled switch of voltage polarity, and the output to the second the input of the arithmetic device, while the output of the first adder is connected to the input of the analog-to-digital Converter. 1 11231041 1123104
SU833610780A 1983-06-29 1983-06-29 Analog-to-digital converter SU1123104A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833610780A SU1123104A1 (en) 1983-06-29 1983-06-29 Analog-to-digital converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833610780A SU1123104A1 (en) 1983-06-29 1983-06-29 Analog-to-digital converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1123104A1 true SU1123104A1 (en) 1984-11-07

Family

ID=21070363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833610780A SU1123104A1 (en) 1983-06-29 1983-06-29 Analog-to-digital converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1123104A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Бахти ров Г.Д. Аналого-цифровые преобразователи. М., Советское радио, 1980, с. 204, рис.7.28. 2. Патент US № 3668690, кл. Н 03 К 13/17, 1972 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5889486A (en) Split capacitor array for digital-to-analog signal conversion
JPH0153939B2 (en)
JPS6161578B2 (en)
JPH0325091B2 (en)
SU1123104A1 (en) Analog-to-digital converter
EP0743758A1 (en) Quadratic digital/analog converter
US4763108A (en) Digital-to-analog conversion system
JP3256738B2 (en) Non-linear operation circuit
US4185275A (en) Capacitive analog to digital converter
KR20000027231A (en) Folding interpolation analog-digital converter of high speed and low electric power
US5276446A (en) Analog-to-digital converter with error signal compensation and method for its operation
CN109039337B (en) Successive approximation type analog-to-digital converter based on pre-emphasis
EP1008236A2 (en) Digital-to-analog conversion
US20200228128A1 (en) Switched capacitor circuit and analog-to-digital converter device
JPS59154820A (en) Digital-analog converter
RU2013863C1 (en) Analog-to-digital converting unit
SU879758A1 (en) Discrete-analogue delay device
JPS59153324A (en) Analog-digital converter
SU879765A1 (en) Analogue-digital conversion method
SU942056A2 (en) Function frequency converter
SU617832A1 (en) Analogue-digital converter
Carbone et al. Conversion error in D/A converters employing dynamic element matching
JPH0149055B2 (en)
JP2651240B2 (en) A / D converter
SU1164744A1 (en) Method and device for logarithmic conversion of voltage to binary code