PL94456B1 - Uklad sterowania konwertera analogowo-cyfrowego przeznaczonego do pracy wedlug metody kolejnych przyblizen - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad sterowania konwertera analogowo-cyfrowego przeznaczonego do pracy wedlug metody kolejnych przyblizen.

Znane konstrukcje ukladów sterowania dla konwerterów analogowo-cyfrowych pracujacych wedlug metody kolejnych przyblizen (kompensacji wagowej) wykorzystuja lancuchowe polaczenie przerzutników oraz bramek logicznych tworzacych uklad wybierania sekwencyjnego dla konwertera cyfrowo-analogowego oraz zespól przerzutników stanowiacych rejestr kolejnych wyników przejsciowych. Przez polaczenie funkcji ukladu wybierania i przechowywania wyników mozliwe jest uzyskanie ukladu sterowania opisanego przez R.J. Manna (Electronics, Nov. 22,1971). Sklada sie on z lancucha przerzutników J-K stanowiacego rejestr przesuwajacy w którym dzieki sprzezeniom zwrotnym uzyskanym przez szeregowe polaczenie bramek logicznych uzyskuje sie zapamietywanie posrednich wyników przetwarzania w tych samych przerzutnikach. Uklad ten posiada wady uniemozliwiajace jego prace w ukladach szybkich konwerterów. Wady te polegaja na wystepowaniu zaklócen spowodowanych propagacja sygnalów w sieci sprzezenia zwrotnego zarówno w czasie wykonywania pomiaru, jak i w czasie powrotu ukladu do stanu wyjsciowego.

Celem wynalazku jest skonstruowanie ukladu sterowania konwertera pracujacego wedlug metody kolejnych przyblizen w którym nie wystepuja opisane zaklócenia.

Istota ukladu sterowania konwertera analogowo-cyfrowego wedlug wynalazku polega na wprowadzeniu w sieci sterowania dodatkowego polaczenia skracajacego droge dla sygnalów sprzezenia zwrotnego celem wykorzystania go w najbardziej krytycznych chwilach propagacji sygnalów przy zmianach stanów ukladu.

Uklad sterowania wedlug wynalazku zapewnia duza szybkosc przetwarzania eliminujac jednoczesnie ograniczenia wynikajace z czasów propagacji w galeziach sprzezenia zwrotnego.2 94 456 Wynalazek zostanie blizej objasniony na przykladzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym zamieszczony jest schemat blokowy ukladu sterowania konwertera analogowo-cyfrowego.

Jak pokazano na rysunku uklad sterowania wedlug wynalazku sklada sie z kaskadowego polaczenia jednakowych czlonów E, F, G, H ..., zbudowanych kazdy z przerzutnika odpowiednio AF, AF, Aq , AH ... typu J—K oraz zdwóch bramek logicznych odpowiednio Be i De, Bf iDF, Bq iDG, Bh iDH,... Czlony te polaczone sa ze soba w ten sposób, ze kazde z nich jest polaczone swymi wyjsciami z dwoma poprzedzajacymi czlonami lancucha oraz z jednym nastepnym. \ Czlon F ukladu sterowania konwertera analogowo-cyfrowego pracujacego wedlug metody kolejnych przyblizen stanowi polaczenie przerzutnika Ap typu J—K i bramek logicznych Bp i Dp tworzacych uklad sumy logicznej, z tym, ze bramka BF ma trzy wejscia 3, 4 i 5, jej wyjscie laczy sie z wejsciem bramki Dp a wyjscie bramki Dp stanowi wyjscie ukladu sumy logicznej. Wejscie 4 ukladu sumy logicznej Bp polaczone jest przewodem 8 z wejsciami przygotowujacymi Ji i K<| przerzutnika Aq typu J—K oraz z wyjsciem Q kolejnego czlonu H lancucha, drugie wejscie 5, natomiast, jest polaczone przewodem 7 z wyjsciem Q przerzutnika A<- nastepnego czlonu G, zas trzecie wejscie 3 wspomnianej logicznej sumy BF polaczone jest przewodem 2 z wejsciami J3 i K2 przerzutnika Aq nastepnego czlonu G. Wyjscie logicznej bramki Dp jest polaczone z drugimi wejsciami przygotowujacymi J3 i K2 przerzutnika Ap, stanowiac jednoczesnie wyjscie do poprzedzajacego czlonu E. Pozostale wejscia przygotowujace przerzutnika AF stanowia wejscia czlonu F dla sygnalu z czlonu poprzedzajacego E oraz polaczenia 9 z odpowiedzia komparatora. Wyjscia przerzutnika AF :Q stanowi wyjscie do nastepnego czlonu G a wyjscie Q do czlonu poprzedzajacego E.

Do wejscia 10 kazdej logicznej sumy DE, DF, Dc, Dh ••• doprowadzany jest przewodem 12 sygnal ustawiajacy, przy jednoczesnym doprowadzaniu tego sygnalu przewodem 11 do wejscia 5 kazdego przerzutnika AF, AF, AG, AH poszczególnych czlonów E, F, G, H ....

Wyjscie Q poprowadzone przewodem 6 doprowadzone z kolei do wejscia konwertera cyfrowo-analogowego stanowiacego podzespól odniesienia w konwerterze analogowo-cyfrowym stanowi wyjscie 1 ukladu wedlug wynalazku.

Powtarzalne czlony sterowania polaczone ze soba stanowia rejestr sterujaco-pamietajacy, w którym przerzutniki spelniaja role elementów wyznaczajacych kolejne etapy cyklu przetwarzania tworzac rejestr przesuwajacy, natomiast po spelnieniu roli ukladu wybierajacego przerzutniki te, dzieki polaczeniu z nastepnymi czlonami przeksztalcaja sie w elementy rejestru roboczego, w którym zapamietywany jest wynik przetwarzania.

Zadaniem ukladu sterowania konwertera analogowo-cyfrowego pracujacego wedlug metody kolejnych przyblizen jest wytwarzanie w kolejnych taktach zegara sterujacego sygnalów cyfrowych dla wspólpracujacego konwertera cyfrowo-analogowego stanowiacych kolejne przyblizenia cyfrowego równowaznika mierzonego napiecia wejsciowego. Sygnaly te tworzone sa w ten sposób, ze w kolejnych taktach zegara wpisuje sie wartosc „1" do kolejnych wejsc konwertera cyfrowo-analogowego zaczynajac od najbardziej znaczacego (pierwszego) i w zaleznosci od wyniku porównania przez komparator napiecia wytworzonego przez konwerter c/a z napieciem wejsciowym ustala sie wartosc danego bitu dla nastepnych taktów procesu przetwarzania.

Dla 4-bitowego konwertera analogowo-cyfrowego kolejne sygnaly sterujace mozna przedstawic w postaci tablicy. 1. 2. 3. 4. . 6. 7. 8. 1 takt 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 p 1 1 1 1 0 0 0 0 2 takt 0100 0100 0100 0100 1100 1100 1100 1100 p 1 1 0 0 1 1 0 0 3 takt 0010 0010 0110 0110 1010 1010 1110 1110 p 1 0 1 0 1 0 1 0 4 takt 0001 0011 0101 0111 1001 1011 1101 1111 Praca ukladu sterowania rozpoczyna sie od ustawienia przerzutników AF, AF, Aq , AH ... w czlonach E, F, Gj H zgodnie z tablica tj. przerzutnik AE w czlonie E wstan „1", natomiast przerzutniki w czlonach F, G, H wstan „0", co odpowiada stanowi wysokiemu na wyjsciach Q wszystkich przerzutników za wyjatkiem pierwszego. Ustawienie przerzutników ukladu sterujacego w stan wyjsciowy powoduje wysterowanie zwiazanego konwertera c/a do pierwszego stanu odniesienia 1000.94 456 3 W zaleznosci od wyniku porównania na wejsciu 9 z komparatora pojawi sie sygnal logiczny „1" lub „0".

Pierwszy impuls zegarowy po ustawieniu stanu poczatkowego podany na wejscie zegarcwe C przerzutników powoduje zmiane stanu przerzutnika Af w czlonie F z „0" na „1", bowiem stan wszystkich wejsc przygotowujacych K jest wysoki, a stan wejscia J2 nie ma wplywu na zmiane stanu przerzutnika J—K ze stanu „1" do „0". W czlonie E zmiana stanu przerzutnika Ae uzalezniona jest od sygnalu z komparatora doprowadzanego przewodem 9. W ten sposób po pierwszym impulsie zegarowym stan przerzutników w kolejnych czlonach bedzie odpowiadal poz. 1—4 lub 5—8 tablicy. Przerzutniki w czlonach G i H nie zmieniaja swego stanu, bowiem jest on zgodny ze stanem wejsc przygotowujacych K.

Wpisanie stanu „1" do drugiego czlonu powoduje natychmiastowe zablokowanie wejsc J—K stopnia poprzedzajacego przez podanie poziomu „0" z wyjscia 7 na wejscie 5 stopnia poprzedzajacego oraz z opóznieniem równym propagacji przez uklad bramek B i D. Kolejny impuls zegarowy powoduje przesuniecie „1" do czlonu G w analogiczny sposób jak poprzednio. Wpisanie „1" do przerzutnika AG w czlonie G powoduje natychmiastowe zablokowanie wejsc G J—K stopnia poprzedzajacego, a jednoczesnie podanie sygnalu blokujacego na wejscie 5 sumy BF czlonu F lancucha. Poniewaz zbocze opadajace na wyjsciu przerzutnika ma mniejsze opóznienie niz zbocze narastajace wzgledem zegara, w lancuchu sprzezenia zwrotnego skladajacego sie z elementów B iD poszczególnych czlonów praktycznie istnieje stan blokady nie zaklócony propagacjami sygnalów przy zmianach stanów obydwu sasiednich przerzutników.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Uklad sterowania konwertera analogowo-cyfrowego pracujacego wedlug metody kolejnych przyblizen, skladajacy sie z szeregu kaskadowo polaczonych jednakowych czlonów sterowania, znamienny t y m, ze wyjscie (Q) przerzutnika (AF) kazdego czlcnu nastepnego, (F), jest polaczone bezposrednio z jednym z wejsc (J) i jednym z wejsc (K) przerzutnika (AE) czlonu poprzedniego, (E), w celu dodatkowego polaczenia tych obydwu czlonów dla wyeliminowania wplywu propagacji sygnalów impulsowych przez bramki logiczne (B) i (D).

2. Uklad sterowania konwertera analogowo-cyfrowego pracujacego wedlug metody kolejnych przyblizen, skladajacy sie z szeregu kaskadowo polaczonych jednakowych czlonów sterowania, znamienny tym, ze dodatkowe wejscie logicznej bramki (D) kazdego czlonu polaczone jest z ustawiajacym wejsciem (11) przerzutnika (A) w kazdym czlonie, na które podawany jest sygnal zerujacy po zakonczeniu pomiaru, dzieki czemu uzyskuje sie zmniejszenie czasu dzialania ukladu przy zerowaniu.94 456 r .fL D» \io M In.ho Tal 42 M i±T \su\ 101 fflr& Wt« lC\T "£/' i \~£s~ i J I Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl