PL220486B1

PL220486B1 - Sposób i układ do przetwarzania wielkości ładunku elektrycznego na słowo cyfrowe

Info

Publication number: PL220486B1
Application number: PL391419A
Authority: PL
Inventors: Dariusz Kościelnik; Marek Miśkowicz
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2010-06-05
Filing date: 2010-06-05
Publication date: 2015-10-30
Also published as: PL391419A1; WO2011152743A3; US20130169464A1; EP2577409A2; US8922417B2; WO2011152743A2

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do przetwarzania wielkości ładunku elektrycznego na słowo cyfrowe, znajdujący zastosowanie w systemach kontrolno-pomiarowych.

Znany z literatury technicznej (James McCreary, Paul R. Gray „A High-Speed, AII-MOS Successive-Approximation Weighted Capacitor A/D Conversion Technique”, IEEE International

Solid-State Circuits Conference, February 12, 1975, str. 38 * 39) sposób przetwarzania sygnału analogowego na sygnał cyfrowy wyko rzystuje redystrybucję ładunku elektrycznego w układzie kondensatorów, przeprowadzaną zgodnie z metodą kolejnych przybliżeń. Jego pierwszym etapem jest próbkowanie chwilowej wielkości napięcia wejściowego, polegające na zgromadzeniu w układzie równolegle połączonych kondensatorów ładunku elektrycznego o wielkości wprost proporcjonalnej do wielkości napięcia wejściowego. Pojemność każdego następnego kondensatora układu jest przy tym dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego, a ponadto jedna z okładek każdego kondensatora jest połączona z pierwszą wspólną szyną. Po zakończeniu próbkowania przeprowadza się proces przetwarzania wielkości zgromadzonego ładunku na słowo cyfrowe przez jego odpowiednią redystrybucję pomiędzy poszczególne kondensatory układu. Proces przetwarzania rozpoczyna się od przeniesienia drugiej okładki kondensatora o największej pojemności na potencjał odniesienia o ustalonej wielkości. Stan wykorzystywanych w tym celu przełączników nadzoruje synchroniczny, sekwencyjny układ sterujący, wytwarzający odpowiednie sygnały sterujące. Wymuszona w ten sposób redystrybucja ładunku elektryc znego pomiędzy poszczególne kondensatory układu powoduje zmianę wypadkowego potencjału pierwszej wspólnej szyny. Potencjał ten porównuje się za pomocą komparatora z potencjałem masy układu. Jeżeli po dokonaniu zmiany potencjału drugiej okładki danego kondensatora wypadkowy potencjał pierwszej wspólnej szyny jest większy od potencjału masy układu, to okładce tej przywraca się potencjał masy układu, a bitowi słowa cyfrowego odpowiadającemu temu kondensatorowi przypisuje się wartość zero. W przeciwnym przypadku drugą okładkę danego kondensatora pozostawia się na potencjale odniesienia, a odpowiedniemu bitowi słowa cyfrowego przypisuje się wartość jeden. Następnie, za pomocą układu sterowania zmienia się potencjał drugiej okładki kolejnego kondensatora o dwukrotnie mniejszej pojemności, po czym cykl ten powtarza się, aż do wygenerowania całego słowa cyfrowego o liczbie bitów równej n, przy czym czas próbkowania oraz czas trwania kolejnych etapów procesu przetwarzania jest wyznaczany długością okresu sygnału zegara taktującego pracę układu.

Znany z artykułu (James McCreary, Paul R. Gray „A High-Speed, AII-MOS SuccessiveApproximation Weighted Capacitor A/D Conversion Technique”, IEEE International Solid-State Circuits Conference, February 12, 1975, str. 38 * 39) analogowo-cyfrowy przetwornik wielkości napięcia elektrycznego zawiera kondensatorowy układ sukcesywnej aproksymacji, którego jedno wejście jest połączone ze źródłem przetwarzanego napięcia wejściowego, a drugie ze źródłem napięcia odniesienia, zaś wyjście poprzez komparator jest połączone z wejściem sekwencyjnego układu sterowania. Sekwencyjny układ sterowania jest wyposażony w wyjście cyfrowe oraz wejście sygnału zegara, taktującego przebieg procesu przetwarzania. Dwa wyjścia sterujące sekwencyjnego układu sterowania są połączone z komparatorem, a kolejne wyjścia sterujące są podłączone do kondensatorowego układu sukcesywnej aproksymacji. Kondensatorowy układ sukcesywnej aproksymacji zawiera podzespół n-1 kondensatorów o binarnym stosunku pojemności oraz dodatkowy kondensator, przy czym pierwsza okładka każdego kondensatora podzespołu jest połączona z pierwszą wspólną szyną, a pojemność dodatkowego kondensatora jest równa pojemności najmniejszego kondensatora podzespołu. Drugie okładki kondensatorów podzespołu są połączone z drugą wspólną szyną poprzez przełączniki, których drugie styki nieruchome są połączone z masą układu. Pierwsza wspólna szyna jest połączona z wejściem nieodwracającym komparatora, a druga wspólna szyna jest połączona poprzez kolejny przełącznik ze źródłem napięcia wejściowego albo ze źródłem napięcia odniesienia, zaś wejście odwracające komparatora jest połączone z masą układu.

Sposób, według wynalazku, polegający na gromadzeniu ładunku elektrycznego w co najmniej jednym kondensatorze oraz przetwarzaniu wielkości ładunku elektrycznego na słowo cyfrowe o liczbie bitów równej n znamienny tym, że ładunek elektryczny gromadzi się w zespole kondensatorów, przy czym pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego, a gromadzenie ładunku

PL 220 486 B1 rozpoczyna się od kondensatora o największej pojemności w zespole i realizuje się podczas trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanego za pomocą modułu sterującego albo do momentu, gdy porównywane równocześnie za pomocą drugiego komparatora napięcie narastające na kondensatorze, w którym gromadzi się ładunek jest równe napięciu odniesienia, a w tym przypadku kontynuuje się gromadzenie ładunku w kolejnym kondensatorze zespołu o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, w którym gromadzono ładunek bezpośrednio wcześniej, porównując równocześnie za pomocą drugiego komparatora napięcie narastające na kondensatorze, w którym aktualnie gromadzi się ładunek z napięciem odniesienia i cykl ten powtarza się aż do chwili zakończenia trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanej za pomocą modułu sterującego. Następnie kondensatorowi zespołu, będącemu ostatnim kondensatorem, w którym gromadzono ładunek przypisuje się za pomocą modułu sterującego funkcję kondensatora źródłowego, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora źródłowego modułu sterującego, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora, będącego ostatnim kondensatorem, w którym gromadzono ładunek oraz następnemu w kolejności kondensatorowi zespołu o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora źródłowego przypisuje się za pomocą modułu sterującego funkcję kondensatora docelowego, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora docelowego modułu sterującego, wpisując do tego rejestru zmniejszoną o jeden zawartość rejestru indeksu kondensatora źródłowego. Następnie ładunek elektryczny zgromadzony w kondensatorze źródłowym przenosi się za pomocą źródła prądowego do kondensatora docelowego i równocześnie za pomocą drugiego komparatora porównuje się napięcie narastające na kondensatorze docelowym z napięciem odniesienia oraz kontroluje się za pomocą pierwszego komparatora napięcie na kondensatorze źródłowym. Gdy w trakcie przenoszenia ładunku napięcie kontrolowane za pomocą pierwszego komparatora na kondensatorze źródłowym jest równe zero, wówczas na podstawie sygnału wyjściowego pierwszego komparatora za pomocą modułu sterującego aktualnemu kondensatorowi docelowemu przypisuje się funkcję kondensatora źródłowego, wpisując do rejestru indeksu kondensatora źródłowego modułu sterującego aktualną zawartość rejestru indeksu kondensatora docelowego, a funkcję kondensatora docelowego przypisuje się kolejnemu kondensatorowi zespołu o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, zmniejszając o jeden zawartość rejestru indeksu kondensatora docelowego i kontynuuje się przenoszenie ładunku za pomocą źródła prądowego z nowego kondensatora źródłowego do nowego kondensatora docelowego. Gdy w trakcie przenoszenia ładunku z kondensatora źródłowego do kondensatora docelowego porównywane równocześnie za pomocą drugiego komparatora napięcie na kondensatorze docelowym jest równe napięciu odniesienia, wówczas na podstawie sygnału wyjściowego drugiego komparatora funkcję kondensatora docelowego przypisuje się za pomocą modułu sterującego kolejnemu kondensatorowi zespołu o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, zmniejszając o jeden zawartość rejestru indeksu kondensatora docelowego i kontynuuje się przenoszenie ładunku z kondensatora źródłowego do nowego kondensatora docelowego. Proces ten nadal nadzoruje się za pomocą modułu sterującego na podstawie sygnałów wyjściowych komparatorów aż do momentu, gdy podczas pełnienia funkcji kondensatora docelowego przez kondensator o najmniejszej pojemności w zespole kontrolowane równocześnie za pomocą pierwszego komparatora napięcie na kondensatorze źródłowym jest równe zero albo porównywane równocześnie za pomocą drugiego komparatora napięcie narastające na kondensatorze o najmniejszej pojemności w zespole jest równe napięciu odniesienia, przy czym bitom słowa cyfrowego przyporządkowanym kondensatorom zespołu, na których uzyskano napięcie o wartości napięcia odniesienia przypisuje się za pomocą modułu sterującego wartość jeden, a pozostałym bitom przypisuje się wartość zero.

W innej wersji sposób, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że w czasie trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanego z pomocą modułu sterującego, ładunek elektryczny gromadzi się w kondensatorze próbkującym, a po wykryciu za pomocą modułu sterującego końca stanu aktywnego sygnału bramkującego przypisuje się kondensatorowi próbkującemu za pomocą modułu sterującego funkcję kondensatora źródłowego, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora źródłowego modułu sterującego, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora próbkującego, a kondensatorowi o największej pojemności w zespole przypisuje się funkcję kondensatora docelowego, którego indeks jest określany zawar4

PL 220 486 B1 tością rejestru indeksu kondensatora docelowego modułu sterującego, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora o największej pojemności w zespole. Następnie proces przenoszenia ładunku elektrycznego za pomocą źródła prądowego z kondensatora źródłowego do kondensatora docelowego realizuje się na podstawie sygnałów wyjściowych komparatorów aż do momentu, gdy podczas pełnienia funkcji kondensatora docelowego przez kondensator o najmniejszej pojemności w zespole kontrolowane równocześnie za pomocą pierwszego komparatora napięcie na kondensatorze źródłowym jest równe zero albo porównywane równocześnie za pomocą drugiego komparatora napięcie narastające na kondensatorze o najmniejszej pojemności w zespole jest równe napięciu odniesienia.

W kolejnej wersji sposób, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że w czasie trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanego za pomocą modułu sterującego ładunek elektryczny gromadzi się jednocześnie w kondensatorze o największej pojemności w zespole i połączonym z nim równolegle kondensatorze próbkującym o pojemności nie mniejszej od pojemności kondensatora o największej pojemności w zespole. Po wykryciu za pomocą modułu sterującego końca stanu aktywnego sygnału bramkującego, za pomocą modułu sterującego przypisuje się kondensatorowi próbkującemu funkcję kondensatora źródłowego, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora źródłowego modułu sterującego, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora próbkującego, zaś kondensatorowi o największej pojemności w zespole przypisuje się funkcję kondensatora docelowego, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora docelowego modułu sterującego, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora o największej pojemności w zespole. Następnie proces przenoszenia ładunku elektrycznego za pomocą źródła prądowego z kondensatora źródłowego do kondensatora docelowego realizuje się na podstawie sygnałów wyjściowych komparatorów aż do momentu, gdy podczas pełnienia funkcji kondensatora docelowego przez kondensator o najmniejszej pojemności w zespole kontrolowane równocześnie za pomocą pierwszego komparatora napięcie na kondensatorze źródłowym jest równe zero albo porównywane równocześnie za pomocą drugiego komparatora napięcie narastające na kondensatorze o najmniejszej pojemności w zespole jest równe napięciu odniesienia.

Układ, według wynalazku, zawierający zespół kondensatorów oraz co najmniej jeden komparator połączony z wyposażonym w wyjście cyfrowe układem sterowania, którego wyjścia sterujące są połączone z zespołem kondensatorów charakteryzuje się tym, że wejście ładunku elektrycznego jest połączone z zespołem kondensatorów, którego wejścia sterujące są połączone z zestawem wyjść sterujących modułu sterującego, a moduł sterujący jest wyposażony w wyjście cyfrowe, wyjście sygnału zakończenia procesu przetwarzania, wejście sygnału bramkującego oraz dwa oddzielne wejścia sterujące, z których pierwsze jest połączone z wyjściem pierwszego komparatora, którego wejścia są połączone z jedną parą wyjść zespołu kondensatorów, a drugie wejście sterujące modułu sterującego jest połączone z wyjściem drugiego komparatora, którego wejścia są połączone z drugą parą wyjść zespołu kondensatorów. Ponadto do zespołu kondensatorów jest podłączone źródło napięcia pomocniczego i źródło napięcia odniesienia oraz sterowane źródło prądowe, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym modułu sterującego.

Zespół zawiera n kondensatorów, a pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego, przy czym każdemu kondensatorowi zespołu jest przyporządkowany odpowiedni bit wyjścia cyfrowego modułu sterującego. Górna okładka kondensatora o największej pojemności w zespole jest połączona poprzez zamknięty pierwszy łącznik z pierwszą szyną, z którą są połączone również górne okładki pozostałych kondensatorów zespołu poprzez otwarte pierwsze łączniki, przy czym górna okładka kondensatora o największej pojemności w zespole jest równocześnie połączona poprzez zamknięty drugi łącznik z drugą szyną, z którą są połączone również górne okładki pozostałych kondensatorów zespołu poprzez otwarte drugie łączniki. Dolna okładka kondensatora o największej pojemności w zespole jest połączona z masą układu poprzez przełącznik, którego styk ruchomy jest zwarty z jego pierwszym stykiem nieruchomym, a drugi styk nieruchomy tego przełącznika jest połączony ze źródłem napięcia pomocniczego i równocześnie z wejściem nieodwracającym pierwszego komparatora, a dolne okładki pozostałych kondensatorów zespołu są połączone ze źródłem napięcia pomocniczego poprzez odpowiednie przełączniki, których styki ruchome są zwarte z ich drugimi stykami nieruchomymi, zaś pierwsze styki nieruchome tych przełączników są połączone z masą układu. Natomiast pierwsza szyna jest połączona z masą układu poPL 220 486 B1 przez otwarty łącznik pierwszej szyny oraz z wejściem nieodwracającym drugiego komparatora, którego wejście odwracające jest połączone ze źródłem napięcia odniesienia, zaś druga szyna jest połączona z wejściem odwracającym pierwszego komparatora. Wejścia sterujące pierwszych łączników i przełączników zespołu są ze sobą sprzężone i są połączone z odpowiednimi wyjściami sterującymi modułu sterującego, a wejścia sterujące drugich łączników oraz kolejnego łącznika są połączone z odpowiednimi wyjściami sterującymi modułu sterującego. Wejście ładunku elektrycznego jest połączone z pierwszą szyną poprzez zamknięty łącznik wejściowy, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym modułu sterującego. Natomiast jeden biegun źródła prądowego jest połączony z drugą szyną, a jego drugi biegun źródła prądowego jest połączony z pierwszą szyną, zaś wejście sterujące źródła prądowego jest połączone z następnym wyjściem sterującym modułu sterującego.

W innej wersji układu, według wynalazku, do zespołu kondensatorów jest dołączony kondensator próbkujący, przy czym górna okładka kondensatora próbkującego jest połączona poprzez zamknięty pierwszy łącznik z pierwszą szyną i równocześnie poprzez otwarty drugi łącznik z drugą szyną, natomiast jego dolna okładka jest połączona z masą układu poprzez przełącznik, którego styk ruchomy jest zwarty z jego pierwszym stykiem nieruchomym, a drugi styk nieruchomy tego przełącznika jest połączony ze źródłem napięcia pomocniczego. Wejścia sterujące pierwszego łącznika i przełącznika są ze sobą sprzężone i połączone z wyjściem sterującym modułu sterującego, natomiast wejście sterujące drugiego łącznika jest połączone z oddzielnym wyjściem sterującym modułu sterującego. Jednocześnie górna okładka kondensatora o największej pojemności w zespole jest połączona poprzez otwarty pierwszy łącznik z pierwszą szyną oraz poprzez zamknięty drugi łącznik z drugą szyną. Natomiast dolna okładka kondensatora zespołu jest połączona ze źródłem napięcia pomocniczego poprzez przełącznik, którego styk ruchomy jest zwarty z jego drugim stykiem nieruchomym, zaś pierwszy styk nieruchomy przełącznika jest połączony z masą układu.

W kolejnej wersji układu, według wynalazku, do zespołu kondensatorów jest dołączony kondensator próbkujący o pojemności nie mniejszej od pojemności kondensatora o największej pojemności w zespole, przy czym kondensator próbkujący jest połączony równolegle z kondensatorem o największej pojemności w zespole poprzez pierwszą szynę oraz masę układu tak, że górna okładka kondensatora próbkującego jest połączona poprzez zamknięty pierwszy łącznik z pierwszą szyną, a jego dolna okładka jest połączona z masą układu poprzez przełącznik, którego styk ruchomy jest zwarty z jego pierwszym stykiem nieruchomym, zaś drugi styk nieruchomy tego przełącznika jest połączony ze źródłem napięcia pomocniczego. Ponadto górna okładka kondensatora próbkującego jest połączona równocześnie poprzez otwarty drugi łącznik z drugą szyną, a wejścia sterujące pierwszego łącznika i przełącznika są ze sobą sprzężone i połączone z odpowiednim wyjściem sterującym modułu sterującego, a wejście sterujące drugiego łącznika jest połączone z oddzielnym wyjściem sterującym modułu sterującego.

Sposób i układ do przetwarzania wielkości ładunku elektrycznego na słowo cyfrowe, według wynalazku, cechuje prostota. Ponadto, wykorzystywanie zewnętrznego sygnału bramkującego oraz sygnałów wyjściowych komparatorów do wskazywania momentów dokonywania odpowiednich przełączeń w układzie po osiągnięciu przez układ kolejnego stanu, umożliwia wyeliminowanie zewnętrznego źródła sygnału taktującego, będącego dodatkowym odbiornikiem znacznych ilości energii, a tym samym powoduje istotne zmniejszenie zużycia energii elektrycznej przez układ przetwarzania.

Zastosowanie dodatkowego kondensatora próbkującego do gromadzenia przetwarzanego ładunku elektrycznego umożliwia uproszczenie sposobu sterowania pracą układu. Gromadzenie ładunku w dodatkowym kondensatorze próbkującym i jednocześnie w kondensatorze o największej pojemności w zespole umożliwia natomiast dwukrotne zmniejszenie wymaganej pojemności kondensatora próbkującego przy zachowaniu tej samej maksymalnej wielkości napięcia, jaka będzie osiągana na kondensatorze próbkującym, a także skrócenie czasu przenoszenia ładunku elektrycznego zgromadzonego w kondensatorze próbkującym do kolejnych kondensatorów układu.

Rozwiązanie, według wynalazku, jest uwidocznione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono:

Fig. 1 - schemat blokowy układu,

Fig. 2 - schemat ideowy układu w stanie relaksacji,

PL 220 486 B1

Fig. 3 - schemat układu w chwili rozpoczęcia gromadzenia ładunku elektrycznego w ko ndensatorze Cn-1 zespołu,

Fig. 4 - schemat układu podczas gromadzenia ładunku w kolejnym kondensatorze Cx zespołu,

Fig. 5 - schemat układu podczas przenoszenia ładunku z kondensatora źródłowego Ci do kondensatora docelowego Ck,

Fig. 6 - schemat innej wersji układu z kondensatorem próbkującym Cn w stanie relaksacji,

Fig. 7 - schemat innej wersji układu w chwili rozpoczęcia gromadzenia ładunku elektrycznego w kondensatorze próbkującym Cn,

Fig. 8 - schemat innej wersji układu w chwili rozpoczęcia przenoszenia ładunku z kondensatora źródłowego Ci do kondensatora docelowego Ck, dla i=n oraz k=n-1,

Fig. 9 - schemat kolejnej wersji układu w chwili rozpoczęcia gromadzenia ładunku elektrycznego w kondensatorze próbkującym Cn i w kondensatorze Cn-1 połączonych ze sobą równolegle.

Sposób, według wynalazku, polega na tym, że ładunek elektryczny gromadzi się w zespole A kondensatorów ę_fl_i, Ci, Co, przy czym pojemność każdego kondensatora zespołu A o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go p oprzedzającego. Gromadzenie rozpoczyna się od kondensatora £₀_₁ o największej pojemności w zespole A i realizuje się podczas t rwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywan ego za pomocą modułu sterującego CM albo do momentu, gdy porównywane równocześnie za pomocą drugiego komparatora K2 napięcie U_n_₁ narastające na kondensatorze Cj. jest równe napięciu odniesienia Ul. W tym przypadku kontynuuje się gromadzenie ładunku w kolejnym ko ndensatorze zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, w którym gromadzono ładunek bezpośrednio wcześniej, porównując równocześnie za pomocą drugiego komparatora K2 napięcie narastające na kondensatorze, w którym aktualnie gromadzi się ładunek z napięciem odniesienia Ul. Cykl ten powtarza się aż do chwili zakończenia trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanej za pomocą modułu sterującego CM, po czym kondensatorowi C_x zespołu A, będącemu ostatnim kondensatorem, w którym gromadzono ładunek przypisuje się za pomocą modułu sterującego CM funkcję kondensatora źródłowego Ci, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora źródłowego C_i, modułu CM, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora C_x, a następnemu w kolejności kondensatorowi zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora źródłowego C_i przypisuje się za pomocą modułu sterującego CM funkcję kondensatora docelowego Ck, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck modułu CM, wpisując do tego rejestru zmniejszoną o jeden zawartość rejestru indeksu kondensatora źródłowego C_i_ Następnie ładunek elektryczny zgromadzony w kondensatorze źródłowym C_i przenosi się za pomocą źródła prądowego I do kondensatora docelowego Ck i równocześnie za pomocą drugiego komp aratora K2 porównuje się napięcie Uk narastające na kondensatorze docelowym Ck z napięciem odniesienia Ul oraz kontroluje się za pomocą pierwszego komparatora K1 napięcie na kondensatorze źródłowym C_

Gdy w trakcie przenoszenia ładunku napięcie U_i, kontrolowane za pomocą komparatora K1 na kondensatorze źródłowym C_i jest równe zero, wówczas na podstawie sygnału wyjściowego K1 komparatora K1 za pomocą modułu sterującego CM aktualnemu kondensatorowi docelowemu Ck przypisuje się funkcję kondensatora źródłowego C_i, wpisując do rejestru indek su kondensatora źródłowego C_i, modułu CM aktualną zawartość rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck, a funkcję kondensatora docelowego Ck przypisuje się kolejnemu kondensatorowi zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, zmniejszając o jeden zawartość rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck i kontynuuje się przenoszenie ładunku za pomocą źródła prądowego I z nowego kondensatora źródłowego C_i do nowego kondensatora docelowego C_k. Natomiast, gdy w trakcie przenoszenia ładunku z kondensatora źródłowego C_i do kondensatora docelowego Ck porównywane równocześnie za pomocą komparatora K2 napięcie U_k na kondensatorze docelowym Ck jest równe napięciu odniesienia Ul, wówczas na podstawie sygnału wyjściowego komparatora K2 funkcję kondensatora docelowego Ck przypisuje się za pomocą modułu sterującego CM kolejnemu kondensatorowi zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, zmniejszając o jeden zawartość rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck i kontynuuje się przenoszenie ładunku z aktualnego kondensatora źródło wego C_i do noPL 220 486 B1 wego kondensatora docelowego Ck. Proces przenoszenia ładunku elektrycznego nadal i nadzor uje się za pomocą modułu sterującego CM na podstawie sygnałów wyjściowych komparatorów K1 i K2 aż do momentu, gdy podczas pełnienia funkcji kondensatora docelowego Ck przez kondensator Co o najmniejszej pojemności w zespole A kontrolowane równocześnie za pomocą komparatora K1 napięcie U_i na kondensatorze źródłowym Ci jest równe zero albo porównywane równocześnie za pomocą komparatora K2 napięcie Uo narastające na kondensatorze Co jest równe napięciu odniesienia Ul, przy czym bitom b^, b_n_₂, .... ba., ba, słowa cyfrowego przyporządkowanym kondensatorom Cm, Cn^, ... Ca, Co zespołu A, na których uzyskano napięcie o wartości napięcia odniesienia Ul przypisuje się za pomocą modułu sterującego CM wartość jeden, a pozostałym bitom przypisuje się wartość zero.

W innej wersji sposobu, według wynalazku, w czasie trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanego z pomocą modułu sterującego CM ładunek elektryczny gromadzi się w kondensatorze próbkującym Cn, a po wykryciu za pomocą modułu CM końca stanu aktywnego sygnału bramkującego przypisuje się kondensatorowi próbkującemu C_n za pomocą modułu sterującego CM funkcję kondensatora źródłowego C_i, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora źródłowego C_i modułu CM, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora próbkującego C_n. Natomiast kondensatorowi C^ o największej pojemności w zespole A przypisuje się funkcję kondensatora docelowego Ck, którego indeks jest określany zawa rtością rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck modułu sterującego CM, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora C^ zespołu A, po czym proces przenoszenia ładunku elektrycznego za pomocą źródła prądowego I z kondensatora źródłowego C_i do kondensatora docelowego Ck realizuje się na podstawie sygnałów wyjściowych komparatorów K1 i K2 aż do momentu, gdy podczas pełnienia funkcji kondensatora docelowego Ck przez kondensator Co o najmniejszej pojemności w zespole A kontrolowane równocześnie za pomocą komparatora K1 napięcie U_i na kondensatorze źródłowym Cj jest równe zero albo porównywane równocześnie za pomocą komparatora K2 napięcie Uo narastające na kondensatorze Co jest równe napięciu odniesienia Ul.

W kolejnej wersji sposobu, według wynalazku, w czasie trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanego za pomocą modułu sterującego CM ładunek elektryczny gromadzi się jednocześnie w kondensatorze C^ o największej pojemności w zespole A i połączonym z nim równolegle kondensatorze próbkującym C_n o pojemności nie mniejszej od pojemności kondens atora Cm zespołu A. Po wykryciu za pomocą modułu sterującego CM końca stanu aktywnego sygnału bramkującego, za pomocą modułu sterującego CM przypisuje się kondensatorowi próbkującemu C_n funkcję kondensatora źródłowego C_i, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora źródłowego C_i modułu CM wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora próbkującego Cn, a kondensatorowi C^ zespołu A przypisuje się funkcję kondensatora docelowego Ck, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora docel owego Ck modułu CM, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora C^ zespołu A. Następnie proces przenoszenia ładunku elektrycznego za pomocą źródła prądowego I z kondensatora źródłowego C_i do kondensatora docelowego Ck realizuje się na podstawie sygnałów wyjściowych komparatorów K1 i K2 aż do momentu, gdy podczas pełnienia funkcji kondensatora docelowego Ck przez kondensator Co o najmniejszej pojemności w zespole A kontrolowane równocześnie za pomocą komparatora K1 napięcie U_i na kondensatorze źródłowym Ck jest równe zero albo porównywane równocześnie za pomocą komparatora K2 napięcie Uo narastające na kondensatorze Co jest równe napięciu odniesienia Ul.

Układ, według wynalazku, zawiera zespół A kondensatorów, do którego jest podłączone wejście ładunku elektrycznego InQ oraz zestaw wyjść sterujących E modułu sterującego CM. Moduł sterujący CM jest wyposażony w wyjście cyfrowe B, wyjście sygnału zakończenia procesu przetwarzania OutR, wejście sygnału bramkującego InG oraz dwa wejścia sterujące In1 i In2, z których pierwsze wejście sterujące In1 jest połączone z wyjściem pierwszego komparatora K1, którego wejścia są połączone z jedną parą wyjść zespołu A, a drugie wejście sterujące In2 modułu CM jest połączone z wyjściem drugiego komparatora K2, którego wejścia są połączone z drugą parą wyjść zespołu A. Ponadto do zespołu A jest podłączone źródło napięcia pomocniczego Uh i źródło napięcia odniesienia Ul oraz sterowane źródło prądowe I, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym A modułu CM. Zespół A zawiera n kondensatorów Cm, Cm, , C1, Co, a pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od p o8

PL 220 486 B1 jemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego, przy czym każdemu kondensatorowi

C_n-1, C_n-2, ·, Ci, Co jest przyporządkowany odpowiedni bit b_n-i, b_n-2, ·, bi, bo wyjścia cyfrowego B modułu sterującego CM. Górna okładka kondensatora C_n-i o największej pojemności w zespole A jest połączona poprzez zamknięty pierwszy łącznik S_Ln-i z pierwszą szyną L, z którą są połączone również górne okładki pozostałych kondensatorów C_n-2, Ci. Co zespołu A poprzez otwarte pierwsze łączniki S_Ln-1, ·, Sli. Slo· Górna okładka kondensatora C^ jest również połączona poprzez zamknięty drugi łącznik S_Hn-1 z drugą szyną H, z którą są połączone również górne okła dki pozostałych kondensatorów Cy, C» zespołu A poprzez otwarte drugie łączniki S_Hn-2,

Shh, Syo· Dolna okładka kondensatora C- jest połączona z masą układu poprzez przełącznik S_Gn-1, którego styk ruchomy jest zwarty z jego pierwszym stykiem nieruchomym, a drugi styk nieruch omy przełącznika S_Gn-1 jest połączony ze źródłem napięcia pomocniczego Uh i równocześnie z wejściem nieodwracającym pierwszego komparatora Ki, zaś dolne okładki pozostałych kondensatorów C^, Ci, C» zespołu A są połączone ze źródłem napięcia pomocniczego Uh poprzez przełączniki S_Gn-2, Sgi, Sg» których styki ruchome są zwarte z ich drugimi stykami nieruchomymi, zaś pierwsze styki nieruchome przełączników S_Gn-2, Sgi, S_g są połączone z masą układu. Szyna L układu jest połączona z masą układu poprzez otwarty łącznik pie rwszej szyny SGaii oraz z wejściem nieodwracającym drugiego komparatora K2, którego wejście odwracające jest połączone ze źródłem napięcia odniesienia Ul, zaś szyna H jest połączona z wejściem odwracającym komparatora Ki, a wejścia sterujące łączników S_Ln-1, S_Ln-2, Su, Sl», i przełączników S_Gn-1, S_Gn-2, Sg1, Sgo, zespołu A są ze sobą sprzężone i są połączone z odpowiednimi wyjściami sterującymi Iny, J_nt2, ..., 1, Io, zestawu wyjść sterujących E modułu CM, natomiast wejścia sterujące drugich łączników S_Hn-1, S_Hn-2, ..., Sy1, Sy», oraz łącznika Sgoi są połączone z odpowiednimi wyjściami sterującymi D_n-1, D_n-2, ..., Dy Co i D_a__zestawu wyjść sterujących E modułu CM. Wejście ładunku elektrycznego InQ jest połączone z szyną L poprzez zamknięty łącznik wejściowy Sq, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym Aq modułu CM, natomiast jeden biegun źródła prądowego I jest połączony z szyną H, a jego drugi biegun jest połączony z szyną L, zaś wejście sterujące źródła prądowego I jest połączone z wyjściem sterującym A_l modułu CM.

W innej wersji układu, według wynalazku, do zespołu A jest dołączony kondensator próbk ujący C_n, przy czym górna okładka kondensatora C_n jest połączona poprzez zamknięty pierwszy łącznik Su z pierwszą szyną L i równocześnie poprzez otwarty drugi łącznik Syn z drugą szyną H. Natomiast dolna okładka kondensatora próbkującego C_n jest połączona z masą układu poprzez przełącznik S_Gn, którego styk ruchomy jest zwarty z jego pierwszym stykiem nie ruchomym, a drugi styk nieruchomy przełącznika S_G jest połączony ze źródłem napięcia pomocniczego Uy. Wejścia sterujące pierwszego łącznika Su i przełącznika S_G są ze sobą sprzężone i połączone z wyjściem sterującym I_n modułu CM, natomiast wejście sterujące drugiego łącznika Syn jest połączone z wyjściem sterującym D_n modułu CM. Jednocześnie górna okładka kondensatora C^ o największej pojemności w zespole A jest połączona poprzez otwarty pierwszy łącznik S_Ln-1 z szyną L oraz poprzez zamknięty drugi łącznik S_Hn-1 z szyną H, natomiast dolna okładka kondensatora C^ zespołu A jest połączona ze źródłem napięcia pomocniczego Uh poprzez przełącznik S_Gn-1, którego styk ruchomy jest zwarty z jego drugim stykiem nieruchomym, zaś pierwszy styk nieruchomy przełącznika S_Gn-1 jest połączony z masą układu.

W kolejnej wersji układu, według wynalazku, do zespołu A jest dołączony kondensator próbkujący C_n o pojemności nie mniejszej od pojemności kondensatora C^ o największej pojemności w zespole A, przy czym kondensator próbkujący C_n jest połączony równolegle z kondens atorem C^ zespołu A poprzez pierwszą szynę L oraz masę układu tak, że górna okładka kondensatora C_n, jest połączona poprzez zamknięty pie rwszy łącznik Su z szyną L, a dolna okładka kondensatora C_n jest połączona z masą układu poprzez przełącznik S^, którego styk ruchomy jest zwarty z jego pierwszym stykiem nieruchomym, zaś drugi styk nieruchomy przełącznika S_G jest połączony ze źródłem napięcia pomocniczego Uh· Ponadto górna okładka kondensatora próbk ującego C_n jest połączona równocześnie poprzez otwarty drugi łącznik Syn z drugą szyną H, natomiast wejścia sterujące pierwszego łącznika Su i przełącznika S_G są ze sobą sprzężone i połączone z wyjściem sterującym I_n modułu CM, a wejście sterujące drugiego łącznika Syn jest połączone z wyjściem sterującym D_n modułu CM.

Działanie układu, według wynalazku, jest następujące. Między kolejnymi procesami prz etwarzania wielkości ładunku elektrycznego na słowo cyfrowe o liczbie bitów równej n moduł sterujący CM utrzymuje układ w stanie relaksacji, podczas trwania którego moduł sterujący CM powoPL 220 486 B1 duje przy pomocy sygnałów sterujących z wyjść I_n-i, J^, ..., Ii, |o zamknięcie łączników S_Ln-1, S_Ln-2, Slą, S_ i połączenie górnych okładek wszystkich kondensatorów Cm, C_n-2, ..., Ci, Co zespołu

A z szyną L oraz przełączenie przełączników S_Gn-1, S_Gn-2, ·, Sgi, Sgo i połączenie dolnych okładek kondensatorów C_n-i, Cm, ..., Ci, Co z masą układu, a przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia D^, powoduje zamknięcie łącznika pierwszej szyny S_Gall i połączenie szyny L z masą układu, wymuszając całkowite rozładowanie kondensatorów Cm, ..., Ci, Co zespołu A. Następnie moduł CM powoduje przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia D-i zamknięcie łącznika S_Hn-1 i połączenie szyny H z szyną L i z masą układu, uniemożliwiając pojawienie się na szynie H potencjału o przypadkowej wielkości. Jednocześnie moduł sterujący CM powoduje przy pomocy sygnałów sterujących z wyjść D^, ..., Di Do otwarcie łączników S_Hn-2, ·, Sh1, Sh0, a przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Aq, powoduje otwarcie łącznika wejściowego Sq i odłączenie wejścia ładunku elektrycznego InQ od szyny L, zaś przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia A powoduje wyłączenie źródła prądowego I (Fig. 2).

W chwili wykrycia przez moduł sterujący CM początku stanu aktywnego sygnału bramkującego na wejściu InG układu moduł CM powoduje przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Dan otwarcie łącznika S_Gall i odłączenie szyny L od masy układu, a przy pomocy sygnałów sterujących z wyjść I^, ..., Ii, I0 powoduje otwarcie łączników S_Ln-2, ···, Sli, S_ i odłączenie górnych okładek kondensatorów C^, ..., Ci, Co od szyny L oraz przełączenie przełączników S_Gn-2, ·, Sgi, Sgo i połączenie dolnych okładek kondensatorów Cm, ..., Ci, Co ze źródłem napięcia pomocniczego Uh, zaś przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Aq powoduje zamknięcie łącznika wejściowego Sq i połączenie wejścia ładunku elektrycznego InQ z szyną L. Jednocześnie moduł CM wprowadza wyjście sygnału zakończenia procesu przetwarzania OutR w stan nieaktywny, przypisuje wszystkim bitom bn-i b^, ..., bi bo słowa wyjściowego wartość początkową zero oraz przypisuje kondensatorowi o największej pojemności w zespole A funkcję kondensatora gromadzącego ładunek C_x, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck modułu sterującego CM, poprzez wpisanie do tego rejestru wartości indeksu kondensatora Cm (Fig. 3).

Ładunek elektryczny dostarczany do wejścia InQ układu jest gromadzony początkowo w kondensatorze zespołu A, który jako jedyny jest wówczas połączony z wejściem ładunku elektrycznego InQ poprzez szynę L oraz zamknięty łącznik S_Ln-1. Gromadzenie ładunku w kondensatorze C powoduje stopniowy wzrost panującego na nim napięcia U., które jest porównywane przez komparator K2 z napięciem odniesienia Ul o ustalonej wielkości.

Gdy, przy nadal aktywnym stanie sygnału bramkującego na wejściu InG układu, napięcie U. na kondensatorze C_x, w którym gromadzi się ładunek osiągnie wielkość napięcia odniesienia Ul, wówczas moduł sterujący CM, na podstawie sygnału wyjściowego komparatora K2, przypisuje wartość jeden bitowi b_x słowa cyfrowego na wyjściu cyfrowym B układu, a także przy pomocy s ygnału sterującego z wyjścia I_x, powoduje otwarcie łącznika S__x i odłączenie górnej okładki naładowanego kondensatora C_i od szyny L oraz jednoczesne przełączenie przełącznika S_G i połączenie dolnej okładki kondensatora C_i ze źródłem napięcia pomocniczego Uh. Następnie moduł CM przypisuje funkcję kondensatora gromadzącego ładunek C_x następnemu w kolejności kondensatorowi zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, poprzez zmniejszenie o jeden zawartości rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck, po czym przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia I_x, powoduje zamknięcie łącznika S__x i połączenie górnej okładki kondensatora C_x poprzez szynę L z wejściem ładunku elektrycznego InQ oraz jednoczesne przełączenie przełącznika S_G i połączenie dolnej okładki kondensatora C_i z masą układu. Ładunek elektryczny z wejścia układu jest wówczas gromadzony w kolejnym kondensatorze C_x, jedynym połączonym z wejściem ładunku elektrycznego InQ poprzez szynę L oraz zamknięty łącznik S__x (Fig. 4).

Przy utrzymującym się aktywnym stanie sygnału bramkującego na wejściu InG układu, po każdym osiągnięciu wielkości napięcia odniesienia Ul przez napięcie U_x narastające na kondens atorze C_x, sygnalizowanym modułowi sterującemu CM przez komparator K2, cykl jest powtarzany za każdym razem z udziałem kolejnego kondensatora zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej. Gdy podczas gromadzenia ładunku w kondensatorze C_x moduł sterujący CM wykryje, że stan sygnału bramkującego na wejściu InG układu zmienił się na nieaktywny, wówczas moduł CM przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Aq powoduje otwarcie łącznika wejściowego Sq i odłączenie wejścia ła10

PL 220 486 B1 dunku elektrycznego InQ od szyny L, przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia / powoduje otwarcie łącznika S__x i odłączenie górnej okładki kondensatora C_x od szyny L oraz jednoczesne przełączenie przełącznika Sgx i połączenie dolnej okładki kondensatora C_x ze źródłem napięcia pomocniczego Uh, a przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia D_n-1 powoduje otwarcie łącznika S_Hn-1 i odłączenie górnej okładki kondensatora C_n-1 od szyny H. Następnie moduł sterujący CM kondensatorowi C_x, będącemu ostatnim kondensatorem, w którym gromadzono ładunek elektryczny przypisuje funkcję kondensatora źródłowego C,, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora źródłowego C, modułu CM, poprzez wpisanie do tego rejestru aktualnej zawartości rejestru kondensatora docelowego Ck modułu CM, a przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia D, powoduje zamknięcie łącznika S_ i połączenie górnej okładki kondensatora źródłowego C, z szyną H. Następnie moduł sterujący CM kolejnemu kondensatorowi zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora źródłowego C, przypisuje funkcję kondensatora docelowego Ck, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu konde nsatora docelowego Ck, zmniejszając o jeden zawartość tego rejestru, po czym moduł CM przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia |_k powoduje zamknięcie łącznika SLk i połączenie górnej okładki kondensatora docelowego C_k z szyną L oraz równoczesne przełączenie przełącznika S_Gi połączenie dolnej okładki kondensatora Ck z masą układu. Następnie moduł sterujący CM przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia A powoduje włączenie źródła prądowego |, za pomocą którego ładunek elektryczny zgromadzony w kondensatorze źródłowym C, jest przenoszony poprzez szynę H i szynę L do kondensatora docelowego Ck (Fig. 5), przy czym w trakcie przenoszenia ładunku napięcie U, na kondensatorze źródłowym C, stopniowo maleje i jednocześnie napięcie U_k na kondensatorze docelowym Ck stopniowo rośnie.

W przypadku, gdy podczas przenoszenia ładunku elektrycznego napięcie Uk na aktualnym kondensatorze docelowym Ck osiągnie wielkość napięcia odniesienia Ul, wówczas na podstawie sygnału wyjściowego komparatora K2 moduł sterujący CM przypisuje odpowiedniemu bitowi b_ksłowa wyjściowego wartość jeden i przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia |_k powoduje otwarcie łącznika Sk i odłączenie górnej okładki kondensatora docelowego Ck od szyny L oraz równoczesne przełączenie przełącznika S_G i połączenie dolnej okładki kondensatora Ck ze źródłem napięcia pomocniczego Uh. Następnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora docelowego C_k następnemu w kolejności kondensatorowi zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, poprzez zmniejszenie o jeden zawartości rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck, po czym przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia |_k powoduje zamknięcie łącznika Sk i połączenie górnej okładki nowego kondensatora docelowego Ck z szyną L oraz równoczesne przełączenie przełącznika S_Gi połączenie dolnej okładki kondensatora Ck z masą układu.

W przypadku, gdy podczas przenoszenia ładunku elektrycznego napięcie na kondensatorze źródłowym C, osiągnie wartość zero, wówczas na podstawie sygnału wyjściowego komparatora Ki moduł sterujący CM przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia D,, powoduje otwarcie łącznika S_ i odłączenie górnej okładki kondensatora źródłowego C, od szyny H, a przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia {_k powoduje otwarcie łącznika Sk i odłączenie górnej okładki kondensat ora docelowego Ck od szyny L oraz równoczesne przełączenie przełącznika S_G i połączenie dolnej okładki kondensatora Ck ze źródłem napięcia pomocniczego Uh. Następnie moduł CM przypisuje funkcję kondensatora źródłowego C, kondensatorowi, który do tej pory pełnił funkcję kondensatora docelowego Ck poprzez wpisanie aktualnej zawartości rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck do rejestru indeksu kondensatora źródłowego C,, po czym przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia D, moduł CM powoduje zamknięcie łącznika S_ i połączenie górnej okładki nowego kondensatora źródłowego C, z szyną H. Następnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora docelowego Ck kolejnemu kondensatorowi zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, poprzez zmnie jszenie o jeden zawartość rejestru indeksu kondensatora docelo wego Ck, po czym przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia |_k moduł sterujący CM powoduje zamknięcie łącznika Sk i połączenie górnej okładki nowego kondensatora docelowego Ck z szyną L oraz równoczesne przełączenie przełącznika S_G i połączenie dolnej okładki nowego kondensatora docelowego Ck z masą układu.

W obu przypadkach moduł sterujący CM kontynuuje proces redystrybucji ładunku elektrycznego na podstawie sygnałów wyjściowych komparatorów Ki i K2. Każde pojawienie się staPL 220 486 B1 nu aktywnego na wyjściu komparatora K2 powoduje przypisanie funkcji kondensatora docelowego Ck następnemu w kolejności kondensatorowi zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, natomiast każde poj awienie się stanu aktywnego na wyjściu komparatora K1 powoduje przypisanie funkcji kondensatora źródłowego 0, kondensatorowi zespołu A, który aktualnie pełnił funkcję kondensatora docel owego Ck i jednocześnie przypisanie funkcji kondensatora docelowego Ck następnemu w kolejności kondensatorowi zespołu A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora pełniącego tę funkcję bezpośrednio wcześniej.

Proces redystrybucji ładunku zostaje zakończony w chwili, gdy funkcję kondensatora docelowego Ck przestaje pełnić kondensator Co o najmniejszej pojemności w zespole A. Sytuacja taka występuje, gdy podczas przenoszenia ładunku do kondensatora Co na wyjściu komparatora K1 albo na wyjściu komparatora K2 pojawia się stan aktywny. Gdy stan aktywny pojawia się na wyjściu komparatora K2, moduł sterujący CM przypisuje bitowi bo wartości jeden.

Po zakończeniu redystrybucji ładunku elekt rycznego, zgromadzonego w zespole A podczas trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego i określeniu wartości wyjściowego słowa cyfr owego, złożonego z bitów bn-1, bn^, ..., bu. bo moduł sterujący CM wprowadza wyjście sygnału zakończenia procesu przetwarzania (OutR) w stan aktywny oraz powoduje wprowadzenie układu w stan relaksacji poprzez wyłączenie źródła prądowego I, zamknięcie łączników S_Ln-1, S_Ln-2, ..., Sy., i połączenie górnych okładek wszystkich kondensatorów Cm, Cn-2, ..., C1, Co zespołu A z szyną L równoczesne przełączenie przełączników S_Gn-1, S_Gn-2, ..., Sg., w pozycje łączące dolne okładki wszystkich kondensatorów C^, C^, ..., C1, Co z masą układu, zamknięcie łącznika pierwszej szyny S_Gall i połączenie szyny L z masą układu, powodując całkowite rozładowanie wszystkich kondensatorów C^, C^, ..., C1, Co zespołu A, otwarcie łączników S_Hn-2, ..., Sm, Sho zespołu A, a także zamknięcie łącznika S_Hn-1 i połączenie szyny H z szyną L i z masą układu (Fig. 2), uniemożliwiając pojawienie się na szynie H potencjału o przypadkowej wielkości.

Działanie innej wersji układu, według wynalazku, polega na tym, że w czasie utrzymywania układu w stanie relaksacji moduł sterujący CM powoduje połączenie górnych okładek kondensatora próbkującego C_n i kondensatorów cm, cm, ..., C1, Co zespołu A z szyną L oraz połączenie dolnych okładek kondensatorów C_n i cm, Cn-2, ..., C1, Co z masą układu, poprzez zamknięcie odpowiednich łączników i przełączenie odpowiednich przełączników (Fig. 6), wymuszając całkow ite rozładowanie kondensatorów C_n i cm, Cn-2, ..., C1, Co.

W chwili wykrycia przez moduł sterujący CM początku stanu aktywnego sygnału bramkującego na wejściu InG układu, moduł CM powoduje przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Dan, otwarcie łącznika S_Gall i odłączenie szyny L od masy układu, a przy pomocy sygnałów sterujących z wyjść In_1, In-2, ·, I1, Io powoduje otwarcie łączników S_Ln-1, S_Ln-2, ..., S^, Slo i odłączenie górnych okładek kondensatorów Cn-1, cm, ..., C1, co zespołu A od szyny L oraz przełączenie przełączników S_Gn-1, S_Gn-2, .,S^, Sgo i połączenie dolnych okładek kondensatorów cm, cm, ..., C1, co ze źródłem napięcia pomocniczego Uh, zaś przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Aq powoduje zamknięcie łącznika wejściowego Sq i połączenie wejścia ładunku elektrycznego lnQ z szyną L (Fig. 7). Jednocześnie moduł sterujący CM wprowadza wyjście sygnału zakończenia procesu przetwarzania OutR w stan nieaktywny oraz przypisuje wszystkim n bitom bnn, bn^, ..., b1, bo słowa wyjściowego wartość początkową zero.

Ładunek elektryczny dostarczany do wejścia InQ układu jest gromadzony w kondensatorze próbkującym C_n, który podczas trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego na wejściu InG układu jest jako jedyny połączony z wejście m ładunku elektrycznego lnQ poprzez szynę L oraz zamknięty łącznik Syn- Gdy moduł sterujący CM wykryje, że stan sygnału bramkującego na wejściu InG układu zmienił się na nieaktywny, wówczas moduł CM przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Aq powoduje otwarcie łącznika wejściowego Sq i odłączenie wejścia InQ układu od szyny L, przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia I_n, powoduje otwarcie łącznika S_- i odłączenie górnej okładki kondensatora próbkującego C_n od szyny L oraz równoczesne przełączenie przełącznika S_G i połączenie dolnej okładki kondensatora C_n ze źródłem napięcia pomocniczego Uh, zaś przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Dm powoduje otwarcie łącznika S_Hn-1 i odłączenie górnej okładki kondensatora Cn-1 zespołu A od szyny H (Fig. 8). Następnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora źródłowego C kondensatorowi próbkującemu C_n poprzez wpisanie do rejestru indeksu kondensatora źródłowego c, modułu CM wartości indeksu kondensatora próbkującego C_n oraz przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia D, powoduje zamknięcie łączni12

PL 220 486 B1 ka Shi i połączenie górnej okładki kondensatora źródłowego C z szyną H. Jednocześnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora docelowego Ck kondensatorowi C_n-1 o największej pojemności w zespole A poprzez wpisanie do rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck modułu CM wartości indeksu kondensatora C_n-1, po czym przy pomocy sygnału sterującego Ik powoduje zamknięcie łącznika Su< i połączenie górnej okładki kondensatora Ck z szyną L oraz równoczesne przełączenie przełącznika Sgj< i połączenie dolnej okładki kondensatora Ck z masą układu. Następnie moduł CM powoduje włączenie źródła prądowego I przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia A i rozpoczęcie procesu redystrybucji ładunku, który dobiega końca w chwili, gdy fun kcję kondensatora docelowego Ck przestaje pełnić kondensator Co o najmniejszej pojemności w zespole A, po czym moduł sterujący CM wprowadza wyjście sygnału zakończenia procesu przetwarzania OutR w stan aktywny oraz powoduje ponowne wprowadzenie układu w stan relaksacji.

Działanie kolejnej wersji układu, według wynalazku, polega na tym, że w czasie utrzymywania układu w stanie relaksacji, moduł sterujący CM powoduje połączenie górnych okładek kondensatora próbkującego Cn i kondensatorów C_n-1, C_n-2, Ci, Co zespołu A z szyną L oraz połączenie dolnych okładek kondensatorów C_n i Cm, C_n-2, Ci, Co z masą układu poprzez zamknięcie odpowiednich łączników i przełączenie odpowiednich przełączników (Fig. 6), wymuszając całkowite rozładowanie kondensatorów C_n i Cm, Cł2, ···, Ci, Ca· W chwili wykrycia przez moduł sterujący CM początku stanu aktywnego sygnału bramkującego na wejściu InG układu, moduł CM powoduje przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Dal, otwarcie łącznika S_Gall i odłączenie szyny L od masy układu, a przy pomocy sygnałów sterujących z wyjść j_c-2, li, Io powoduje otwarcie łączników S_Ln-2, ..., SkL· Slo i odłączenie górnych okładek kondensatorów Cm, ..., Ci, Co zespołu A od szyny L oraz równoczesne przełączenie przełączników S_Gn2, ···, Sgi- Sgo i połączenie dolnych okładek kondensatorów Cm, ···, Ci, Co ze źródłem napięcia pomocniczego Uh, zaś przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Aq powoduje zamknięcie łącznika wejściowego Sq i połączenie wejścia ładunku elektrycznego lnQ z szyną L (Fig. 9). Jednocześnie moduł CM wprowadza wyjście sygnału zakończenia procesu przetwarzania OutR w stan nieaktywny oraz przypisuje wszystkim bitom b^, bn-2, ..., bi, bo słowa wyjściowego wartość początkową zero. Ładunek elektryczny dostarczany do wejścia InQ układu jest gromadzony jednocześnie w kondensatorze próbkującym C_n i połączonym z nim równolegle kondensatorze C^ zespołu A, które podczas trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego na wejściu InG układu są połączone jako jedyne z wejściem ładunku elektrycznego InQ poprzez szynę L oraz zamknięte łączniki Sn i Slm· Gdy moduł sterujący CM wykryje, że stan sygnału bramkującego na wejściu InG układu zmienił się na nieaktywny, wówczas moduł CM przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia Aq powoduje otwarcie łącznika wejściowego Sq i odłączenie wejścia ładunku elektrycznego InQ od szyny L, a przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia I_n powoduje otwarcie łącznika Sn i odłączenie górnej okładki kondensatora próbkującego C_n od szyny L oraz równoczesne przełączenie przełącznika S_Gn i połączenie dolnej okładki kondensatora C_n ze źródłem napięcia pomocniczego Uh, zaś przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia D.m powoduje otwarcie łącznika S_Hn-i i odłączenie górnej okładki kondensatora C^ od szyny H (Fig. 8). Następnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora źródłowego Ci kondensatorowi próbkującemu C_n poprzez wpisanie do rejestru indeksu kondensatora źródłowego C modułu CM wartości indeksu kondensatora próbkującego C_n, a przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia D powoduje zamknięcie łącznika S_ i połączenie górnej okładki kondensatora źródłowego C z szyną H. Jednocześnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora docelowego Ck kondensatorowi C^ zespołu A poprzez wpisanie do rejestru indeksu kondensatora docelowego Ck modułu CM wartości indeksu kondensatora C^ Następnie moduł sterujący CM powoduje włączenie źródła prądowego I przy pomocy sygnału sterującego z wyjścia A_l i rozpoczęcie procesu redystrybucji ładunku, który dobiega końca w chwili, gdy funkcję kondensatora docelowego Ck przestaje pełnić kondensator Co o najmniejszej pojemności w zespole A, po czym moduł sterujący CM wprowadza wyjście sygnału zakończenia procesu przetwarzania OutR w stan aktywny oraz powoduje ponowne wprowadzenie układu w stan relaksacji.

PL 220 486 B1 „Sposób i układ do przetwarzania wielkości ładunku elektrycznego na słowo cyfrowe”

Wykaz oznaczeń na rysunku

A - zespół kondensatorów

CM - moduł sterujący

K1, K2 - komparatory

I - źródło prądowe

UL - źródło napięcia odniesienia

UH - źródło napięcia pomocniczego

InQ - wejście ładunku elektrycznego

InG - wejście sygnału bramkującego

In1, In2 - wejścia sterujące modułu sterującego

B - wyjście cyfrowe modułu sterującego

E - zestaw wyjść sterujących modułu sterującego

OutR - wyjście sygnału zakończenia procesu przetwarzania

L - pierwsza szyna

H - druga szyna

Cn-1, Cn-2, ., C1, C0 - kondensatory zestawu A

Cn - kondensator próbkujący

Cx - kondensator, w którym gromadzi się ładunek

Ci - kondensator źródłowy

Ck - kondensator docelowy

Un-1, Un-2, ., U1, U0 - napięcie na kondensatorach zestawu

Un - napięcie na kondensatorze próbkującym

Ux - napięcie na kondensatorze, w którym gromadzi się ładunek

Ui - napięcie na kondensatorze źródłowym

Uk - napięcie na kondensatorze docelowym

bn-1, bn-2, ., bx,.	., b1, bo	-	bity słowa cyfrowego
SLn, SLn-1, SLn-2, .	, SLx, SL1, SLo	-	pierwsze łączniki
^SHn^{, S}Hn-1^{, S}Hn-2^,	...., SHx, ., SH1, SHo	-	drugie łączniki
^SGn^{, S}Gn-1^{, S}Gn-2^,	...., SGx, ., SG1, SGo	-	przełączniki
^SGall		-	łącznik pierwszej szyny
SQ		-	łącznik wejściowy
Al, AQ		-	wyjścia sterujące modułu sterującego
In, In-1, In-2, ., Ix,	...., I1, Io	-	wyjścia sterujące modułu sterującego
Dn, Dn-1, Dn-2, .,	Dx, ..., D1, Do, DGall	-	wyjścia sterujące modułu sterującego

Zastrzeżenia patentowe

Claims

1. Sposób przetwarzania wielkości ładunku elektrycznego na słowo cyfrowe polegający na gromadzeniu ładunku w co najmniej jednym kondensatorze oraz przetwarzaniu wielkości ładunku elektrycznego na słowo cyfrowe o liczbie bitów równej n, znamienny tym, że ładunek elektryczny gromadzi się w zespole (A) kondensatorów (C^, Ci, Co), przy czym pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego, a gromadzenie ładunku elektrycznego rozpoczyna się od kondensatora (Cna) o największej pojemności w zespole (A) i realizuje się podczas trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanego za pomocą modułu sterującego (CM) albo do momentu, gdy porównywane równocześnie za pomocą komparatora (K2) napięcie (Una) narastające na kondensatorze (Cna) jest równe napięciu odniesienia (Ul), a w tym przypadku kontynuuje się gromadzenie ładunku w kolejnym kondensatorze zespołu (A) o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, w którym gromadzono ładunek bezpośrednio wcześniej, porównując równocześnie za pomocą komparatora

PL 220 486 B1 (K2) napięcie narastające na kondensatorze, w którym aktualnie gromadzi się ładunek z napięciem odniesienia (Ul) i cykl ten powtarza się aż do chwili zakończenia trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanej za pomocą modułu sterującego (CM), po czym kondensatorowi (C_x) zespołu (A), będącemu ostatnim kondensatorem, w którym gromadzono ładunek przypisuje się za pomocą modułu sterującego (CM) funkcję kondensatora źródłowego (C_i), którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora źródłowego (C_i) modułu (CM), wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora (C) oraz następnemu w kolejności kondensatorowi zespołu (A) o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora źródłowego (C_i) przypisuje się za pomocą modułu sterującego (CM) funkcję kondensatora docelowego (Ck), którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora docelowego (Ck) modułu (CM), wpisując do tego rejestru zmniejszoną o jeden zawartość rejestru indeksu kondensatora źródłowego (C_i), a następnie ładunek elektryczny zgromadzony w kondensatorze źródłowym (C_i) przenosi się za pomocą źródła prądowego (I) do kondensatora docelowego (Ck) i równocześnie za pomocą komparatora (K2) porównuje się napięcie (Uk) narastające na kondensatorze docelowym (Ck) z napięciem odniesienia (Ul) oraz kontroluje się za pomocą komparatora (K1) napięcie na kondensatorze źródłowym (C_i), a gdy w trakcie przenoszenia ładunku napięcie (Ul) kontrolowane za pomocą komparatora (K1) na kondensatorze źródłowym (C) jest równe zero, wówczas na podstawie sygnału wyjściowego komparatora (K1) za pomocą modułu sterującego (CM) aktualnemu kondensatorowi docelowemu (C_k) przypisuje się funkcję kondensatora źródłowego (C_i), wpisując do rejestru indeksu kondensatora źródłowego (C_i) modułu (CM) aktualną zawartość rejestru indeksu kondensatora docelowego (Ck) modułu (CM), a funkcję kondensatora docelowego (Ck) przypisuje się kolejnemu kondensatorowi zespołu (A) o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, zmniejszając o jeden zawartość rejestru indeksu kondensatora docelowego (Ck) i kontynuuje się przenoszenie ładunku za pomocą źródła prądowego (I) z nowego kondensatora źródłowego (C_i) do nowego kondensatora docelowego (Ck), zaś gdy w trakcie przenoszenia ładunku z kondensatora źródłowego (C_i) do kondensatora docelowego (Ck) porównywane równocześnie za pomocą komparatora (K2) napięcie (Uk) na kondensatorze docelowym (Ck) jest równe napięciu odniesienia (Ul), wówczas na podstawie sygnału wyjściowego komparatora (K2) funkcję kondensatora docelowego (Ck) przypisuje się za pomocą modułu sterującego (CM) kolejnemu kondensatorowi zespołu (A) o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, zmniejszając o jeden zawartość rejestru indeksu kondensatora docelowego (Ck) i kontynuuje się przenoszenie ładunku z kondensatora źródłowego (C_i) do nowego kondensatora docelowego (Ck), przy czym proces ten nadal nadzoruje się za pomocą modułu sterującego (CM) na podstawie sygnałów wyjściowych komparatorów (K1) i (K2) aż do momentu, gdy podczas pełnienia funkcji kondensatora docelowego (Ck) przez kondensator (Co) o najmniejszej pojemności w zespole (A) kontrolowane równocześnie za pomocą komparatora (K1) napięcie (U_i) na kondensatorze źródłowym (C_i) jest równe zero albo porównywane równocześnie za pomocą komparatora (K2) napięcie (Uo) narastające na kondensatorze (Co) jest równe napięciu odniesienia (Ul), przy czym bitom (b^,_b^, ·, b., bo) słowa cyfrowego przyporządkowanym kondensatorom (Cm, Cm, ·, C1, Co) zespołu (A), na których uzyskano napięcie o wielkości napięcia odniesienia (Ul) przypisuje się za pomocą modułu sterującego (CM) wartość jeden, a pozostałym bitom przypisuje się wartość zero.

2. Sposób przetwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że w czasie trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanego z pomocą modułu sterującego (CM) ładunek elektryczny gromadzi się w kondensatorze próbkującym (C), a po wykryciu za pomocą modułu (CM) końca stanu aktywnego sygnału bramkującego przypisuje się kondensatorowi próbkującemu (Cn) za pomocą modułu sterującego (CM) funkcję kondensatora źródłowego (C_i), którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora źródłowego (C_i) modułu (CM), wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora próbkującego (Cn), a kondensatorowi (Cm) o największej pojemności w zespole (A) przypisuje się funkcję kondensatora docelowego (Ck), którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora docelowego (Ck) modułu sterującego (CM), wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora (Cm), po czym proces przenoszenia ładunku elektrycznego za pomocą źródła prądowego (I) z kondensatora źródłowego (C_i) do kondensatora docelowego (Ck) realizuje się na podstawie sygnałów wyjściowych komparatorów (K1) i (K2) aż do momentu, gdy podczas pełnienia funkcji kondensatora docelowego (Ck) przez kondensator (Co) o najmniejszej pojemności w zespole (A) kontrolowane równocześnie za pomocą komparatora (K1) napięcie (U_i) na kondensatorze źródłoPL 220 486 B1 wym (C_i) jest równe zero albo porównywane równocześnie za pomocą komparatora (K2) napięcie (Uo) narastające na kondensatorze (Co) jest równe napięciu odniesienia (UJ.

3. Sposób przetwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że w czasie trwania aktywnego stanu sygnału bramkującego, wykrywanego za pomocą modułu sterującego (CM) ładunek elektryczny gromadzi się jednocześnie w kondensatorze (Ca) o największej pojemności w zespole (A) i połączonym z nim równolegle kondensatorze próbkującym (C_n) o pojemności nie mniejszej od pojemności kondensatora (Ca) zespołu (A), a po wykryciu za pomocą modułu sterującego (CM) końca stanu aktywnego sygnału bramkującego, za pomocą modułu sterującego (CM) przypisuje się kondensatorowi próbkującemu (CJ funkcję kondensatora źródłowego (C_i), którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora źródłowego (C_i) modułu (CM), wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora próbkującego (Cn), a kondensatorowi (Cna) zespołu (A) przypisuje się funkcję kondensatora docelowego (Ck), którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu kondensatora docelowego (Ck) modułu (CM), wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora (Cna) zespołu (A), po czym proces przenoszenia ładunku elektrycznego za pomocą źródła prądowego (I) z kondensatora źródłowego (C_i) do kondensatora docelowego (Ck) realizuje się na podstawie sygnałów wyjściowych komparatorów (K1) i (K2) aż do momentu, gdy podczas pełnienia funkcji kondensatora docelowego (Ck) przez kondensator (Co) o najmniejszej pojemności w zespole (A) kontrolowane równocześnie za pomocą komparatora (K1) napięcie (U_i) na kondensatorze źródłowym (Ck) jest równe zero albo porównywane równocześnie za pomocą komparatora (K2) napięcie (Uo) narastające na kondensatorze (Co) jest równe napięciu odniesienia (UJ.

4. Układ do przetwarzania wielkości ładunku elektrycznego na sygnał cyfrowy zawierający zespół kondensatorów oraz co najmniej jeden komparator połączony z wyposażonym w wyjście cyfrowe układem sterowania, którego wyjścia sterujące są połączone z zespołem kondensatorów, znamienny tym, że wejście ładunku elektrycznego (InQ) jest połączone z zespołem kondensatorów (A), którego wejścia sterujące są połączone z zestawem wyjść sterujących (E) modułu sterującego (CM), a moduł sterujący (CM) jest wyposażony w wyjście cyfrowe (B), wyjście sygnału zakończenia procesu przetwarzania (OutR), wejście sygnału bramkującego (InG) oraz dwa wejścia sterujące (In1) i (In2), z których pierwsze wejście sterujące (In1) jest połączone z wyjściem pierwszego komparatora (K1), którego wejścia są połączone z jedną parą wyjść zespołu (A), a drugie wejście sterujące (In2) modułu (CM) jest połączone z wyjściem drugiego komparatora (K2), którego wejścia są połączone z drugą parą wyjść zespołu (A), a ponadto do zespołu (A) jest podłączone źródło napięcia pomocniczego (Uh) i źródło napięcia odniesienia (Ul) oraz sterowane źródło prądowe (I), którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym (A|) modułu (CM).

5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że zespół (A) zawiera n kondensatorów (C^, C_x-__:

C1, Co), a pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego, przy czym każdemu kondensatorowi (Cna, C_2, ···, Ci, Co) jest przyporządkowany odpowiedni bit (ba, b^, bi, bo) wyjścia cyfrowego (B) modułu sterującego (CM), zaś górna okładka kondensatora (Cna) o największej pojemności w zespole (A) jest połączona poprzez zamknięty łącznik (S_Ln-1) z pierwszą szyną (L), z którą są połączone również górne okładki pozostałych kondensatorów (C_n-2, Ci, Co) zespołu (A) poprzez otwarte łączniki (S_Ln-2, SL1, Slo), przy czym górna okładka kondensatora (Cna) jest równocześnie połączona poprzez zamknięty drugi łącznik (S_Hn-1) z drugą szyną (H), z którą są połączone również górne okładki pozostałych kondensatorów (C_n-2, C, Co) zespołu (A) poprzez otwarte drugie łączniki (S_Hn-2, Sh1, Sho), a dolna okładka kondensatora (Cna) jest połączona z masą układu poprzez przełącznik (S_Gn-1), którego styk ruchomy jest zwarty z jego pierwszym stykiem nieruchomym, a drugi styk nieruchomy przełącznika (S_Gn-1) jest połączony ze źródłem napięcia pomocniczego (Uh) i równocześnie z wejściem nieodwracającym pierwszego komparatora (K1), a dolne okładki pozostałych kondensatorów (C_n-2,

Ci, Co) zespołu (A) są połączone ze źródłem napięcia pomocniczego (Uh) poprzez przełączniki (S_Gn-2, ..., Sg1, Sgo) których styki ruchome są zwarte z ich drugimi stykami nieruchomymi, zaś pierwsze styki nieruchome przełączników (S_Gn-2, ..., Sg1· Sgo) są połączone z masą układu, natomiast szyna (L) jest połączona z masą układu poprzez otwarty łącznik pierwszej szyny (S_Gall) oraz z wejściem nieodwracającym drugiego komparatora (K2), którego wejście odwracające jest połączone ze źródłem napięcia odniesienia (Ul), zaś szyna (H) jest połączona z wejściem odwracającym komparatora (K1), ponadto wejścia sterujące łączników (S_Ln-1, S_Ln-2, ·, Sli Slo), i przełączników (S_Gn-1, S_Gn-2, ..., Sgi, SgJ zespołu (A) są ze sobą sprzężone i są połączone z odpowiednimi wyjściami sterującymi (^, ..., Ii, Io) zestawu wyjść sterujących (E) modułu (CM), a wejścia sterujące łączników (S_Hn-1, S_Hn-2, ..., Shl. Sho)

PL 220 486 B1 oraz łącznika (S_Gall) są połączone z odpowiednimi wyjściami sterującymi (Dm, Dn^, ·, Di, Do) i (Dal) zestawu wyjść sterujących (E) modułu (CM), zaś wejście ładunku elektrycznego (InQ) jest połączone z szyną (L) poprzez zamknięty łącznik wejściowy <Sq), którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym <Aq) modułu (CM), natomiast jeden biegun źródła prądowego (I) jest połączony z szyną (H), a jego drugi biegun jest połączony z szyną (L), a wejście sterujące źródła prądowego (I) jest połączone z wyjściem sterującym (A_l) modułu (CM).

6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że do zespołu (A) jest dołączony kondensator próbkujący (Cn), przy czym górna okładka kondensatora <C_n) jest połączona poprzez zamknięty łącznik (S£n) z pierwszą szyną (L) i równocześnie poprzez otwarty łącznik (Shq) z drugą szyną (H), natomiast dolna okładka kondensatora (O_n) jest połączona z masą układu poprzez przełącznik <Sgn), którego styk ruchomy jest zwarty z jego pierwszym stykiem nieruchomym, a drugi styk nieruchomy przełącznika <S^) jest połączony ze źródłem napięcia pomocniczego (Uh), zaś wejścia sterujące łącznika (S__n) i przełącznika (S_Gn) są ze sobą sprzężone i połączone z wyjściem sterującym d_n) modułu (CM), natomiast wejście sterujące drugiego łącznika (Sn) jest połączone z wyjściem sterującym (D_n) modułu (CM), a jednocześnie górna okładka kondensatora (Cn-i) o największej pojemności w zespole (A) jest połączona poprzez otwarty łącznik (S_Ln-1) z szyną (L) oraz poprzez zamknięty drugi łącznik (S_Hn-1) z szyną (H), natomiast dolna okładka kondensatora (Cn_-i) jest połączona ze źródłem napięcia pomocniczego (Uh) poprzez przełącznik (S_Gn-1), którego styk ruchomy jest zwarty z jego drugim stykiem nieruchomym, zaś pierwszy styk nieruchomy przełącznika (S_Gn-1) jest połączony z masą układu.

7. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że do zespołu (A) jest dołączony kondensator próbkujący (C_n) o pojemności nie mniejszej od pojemności kondensatora (Cn-i) o największej pojemności w zespole (A), przy czym kondensator próbkujący (C_n) jest połączony równolegle z kondensatorem <cm) zespołu (A) poprzez pierwszą szynę (L) oraz masę układu tak, że górna okładka kondensatora (C_n) jest połączona poprzez zamknięty łącznik <S_j z szyną (L), a dolna okładka kondensatora <C_n) jest połączona z masą układu poprzez przełącznik <Sgn), którego styk ruchomy jest zwarty z jego pierwszym stykiem nieruchomym, zaś drugi styk nieruchomy przełącznika <Sgn) jest połączony ze źródłem napięcia pomocniczego (Uh), a ponadto górna okładka kondensatora próbkującego <C_n) jest połączona równocześnie poprzez otwarty drugi łącznik (Shq) z drugą szyną (H), natomiast wejścia sterujące łącznika <S_J i przełącznika (S_Gn) są ze sobą sprzężone i połączone z wyjściem sterującym dn) modułu (CM), a wejście sterujące drugiego łącznika (Sn) jest połączone z wyjściem sterującym <D_n) modułu (CM).