RU2024193C1 - Analog-to-digital converter incorporating random error correction provision - Google Patents
Analog-to-digital converter incorporating random error correction provisionInfo
- Publication number
- RU2024193C1 RU2024193C1 SU4933105A RU2024193C1 RU 2024193 C1 RU2024193 C1 RU 2024193C1 SU 4933105 A SU4933105 A SU 4933105A RU 2024193 C1 RU2024193 C1 RU 2024193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- multiplexer
- analog
- digital
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для преобразования аналогового сигнала в цифровой код методом поразрядного уравновешивания с высокой помехозащищенностью. The invention relates to information-measuring equipment and is intended for converting an analog signal into a digital code by the method of bitwise balancing with high noise immunity.
Известен АЦП, исправляющий случайные ошибки, возникающие в процессе измерения [1]. Known ADC, correcting random errors that occur during the measurement [1].
Недостатком его является увеличение времени преобразования за счет того, что число тактов работы, приходящееся на одно измерение, становится переменным, а для проверки последних разрядов АЦП необходимо ввести дополнительные избыточные разряды. Its disadvantage is the increase in conversion time due to the fact that the number of clock cycles per one measurement becomes variable, and to check the last bits of the ADC, it is necessary to introduce additional excess bits.
Известен также АЦП, в котором для уменьшения неопределенности порога срабатывания компаратора реализован метод Гетти (скользящей шкалы) [2]. An ADC is also known in which, to reduce the uncertainty of the threshold of the comparator, the Getty method (sliding scale) is implemented [2].
В этом преобразователе для достижения требуемой точности используется большее число преобразований. При этом значительно увеличивается время преобразования, что является существенным недостатком этого метода. In this converter, a greater number of transformations are used to achieve the required accuracy. This significantly increases the conversion time, which is a significant drawback of this method.
В АЦП шумы влияют на процесс преобразования входного сигнала U(вх) в выходной код, внося случайную погрешность. В АЦП поразрядного уравновешивания случайная погрешность возникает из-за ложного срабатывания сравнивающего устройства и особенно влияет на процесс преобразования в моменты определения младших разрядов. Уменьшить влияние случайной погрешности можно, если применить статистическую обработку, которая заключается в том, что берется N результатов АЦ-преобразования и вычисляется их математическое ожидание. Этот способ в N раз увеличивает время преобразования АЦП. In the ADC, the noise affects the process of converting the input signal U (I) to the output code, introducing a random error. In the bit-by-bit ADC, a random error arises due to the false operation of the comparison device and especially affects the conversion process at the moments of the determination of the least significant bits. The influence of random error can be reduced if statistical processing is applied, which consists in the fact that N results of the AD conversion are taken and their mathematical expectation is calculated. This method N times increases the conversion time of the ADC.
Наиболее близким по технической сущности (прототип) является АЦП, содержащий основной цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), схему суммирования, сравнивающее устройство, регистр последовательных приближений, генератор тактовых импульсов, дополнительный ЦАП, RS-триггер, элемент ИЛИ, регистр со схемами переноса единицы. [3]. В данном АЦП осуществляется коррекция динамической погрешности от переходного процесса, возникающего при установлении компенсирующего напряжения старших разрядов основного ЦАП. АЦП по сравнению с известными обеспечивает более высокой быстродействие, так как из цепи последовательных приближений исключается регистр, т.е. сокращается элементарный такт АЦП. The closest in technical essence (prototype) is an ADC containing the main digital-to-analog converter (DAC), a summing circuit, a comparing device, a register of successive approximations, a clock pulse generator, an additional DAC, an RS-trigger, an OR element, a register with unit transfer circuits. [3]. In this ADC, the dynamic error correction from the transient process that occurs when the compensating voltage of the upper bits of the main DAC is established is carried out. The ADC, in comparison with the known ones, provides higher performance, since the register is excluded from the chain of successive approximations, i.e. reduced the clock cycle of the ADC.
Недостатком АЦП является слабая помехозащищенность, вследствие чего вносится случайная погрешность в результат АЦ-преобразования. The disadvantage of the ADC is the low noise immunity, as a result of which a random error is introduced into the result of the AD conversion.
Целью изобретения является увеличение помехозащищенности АЦП поразрядного уравновешивания с помощью алгоритма коррекции случайной погрешности. The aim of the invention is to increase the noise immunity of the ADC of bitwise balancing using the random error correction algorithm.
Цель достигается тем, что в АЦП с коррекцией случайной погрешности, содержащий последовательно соединенные основной ЦАП, блок суммирования, сравнивающее устройство, второй вход которого является входной шиной, регистр последовательных приближений, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, дополнительный ЦАП, выход которого соединен с вторым входом блока суммирования, триггер, элемент ИЛИ, введены элемент задержки, управляемый генератор импульсов, мультиплексор, два элемента И, счетчик, одновибратор, элемент НЕ, два формирователя импульсов, выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого объединен с первым информационным входом мультиплексора и подключен к выходу сравнивающего устройства, а выход соединен со счетным входом счетчика, вход установки в ноль которого объединен с управляющим входом управляемого генератора импульсов и подключен к выходу одновибратора, а выход переполнения соединен с вторым информационным входом мультиплексора, управляющий вход которого объединен с первым входом второго элемента И и подключен к выходу триггера, R- и S-входы которого соединены соответственно с выходом "Конец преобразования" и выходом старшего разряда группы младших разрядов регистра последовательных приближений, выходы группы старших и младших разрядов которого являются выходной шиной и соединены с соответствующими входами основного ЦАП, причем второй вход второго элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с входом одновибратора, выход управляемого генератора импульсов соединен с входом первого формирователя импульсов, через элемент задержки с входом дополнительного ЦАП, а через элемент НЕ с входом второго формирователя импульсов, при этом выход мультиплексора соединен с информационным входом регистра последовательных приближений. The goal is achieved by the fact that in an ADC with random error correction, containing a series-connected main DAC, a summing unit, a comparing device, the second input of which is an input bus, a sequential approximation register, the clock input of which is connected to the output of a clock generator, an additional DAC whose output connected to the second input of the summing unit, trigger, OR element, delay element, controlled pulse generator, multiplexer, two AND elements, counter, one-shot, elem ent NOT, two pulse shapers, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the OR element, the output of which is connected to the first input of the first AND element, the second input of which is combined with the first information input of the multiplexer and connected to the output of the comparison device, and the output is connected to the counting input a counter, the zero input of which is combined with the control input of the controlled pulse generator and is connected to the output of the one-shot, and the overflow output is connected to the second information input of the multiplexer, the control input of which is combined with the first input of the second And element and is connected to the trigger output, the R- and S-inputs of which are connected respectively to the “End of conversion” output and the high-order output of the group of the least significant bits of the register of successive approximations, the outputs of the group of the highest and lowest bits of which are output bus and connected to the corresponding inputs of the main DAC, with the second input of the second element And connected to the output of the clock generator, and the output to the input of a single vibrator, the output is controlled by the pulse generator is connected to the input of the first pulse shaper, through the delay element with the input of the additional DAC, and through the element NOT with the input of the second pulse shaper, while the output of the multiplexer is connected to the information input of the sequential approximation register.
Сравнение известных технических решений с заявленным АЦП показало, что его существенными отличительными признаками является наличие совокупности новых узлов и связей. Новые узлы: элемент задержки, управляемый генератор импульсов, мультиплексор, два элемента И, счетчик, одновибратор, элемент НЕ, два формирователя импульсов. Новые функциональные связи: выходы двух формирователей импульсов соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого объединен с первым информационным входом мультиплексора и подключен к выходу сравнивающего устройства, а выход соединен со счетным входом счетчика, вход установки в ноль которого объединен с управляющим входом управляемого генератора импульсов и подключен к выходу одновибратора, а выход переполнения соединен с вторым информационным входом мультиплексора, управляющий вход которого объединен с первым входом второго элемента И и подключен к выходу триггера, R- и S -входы которого соединены соответственно с выходом "Конец преобразования" и выходом старшего разряда группы младших разрядов регистра последовательных приближений, выходы группы старших и младших разрядов которого являются выходной шиной и соединены с соответствующими входами основного ЦАП, причем второй вход второго элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с входом одновибратора, выход управляемого генератора импульсов соединен с входом первого формирователя импульсов, через элемент задержки с входом дополнительного ЦАП, а через элемент НЕ с входом второго формирователя импульсов, при этом выход мультиплексора соединен с информационным входом регистра последовательных приближений. Comparison of known technical solutions with the declared ADC showed that its significant distinguishing features is the presence of a combination of new nodes and connections. New nodes: delay element, controlled pulse generator, multiplexer, two AND elements, counter, one-shot, NOT element, two pulse shapers. New functional connections: the outputs of two pulse shapers are connected to the first and second inputs of the OR element, the output of which is connected to the first input of the first AND element, the second input of which is combined with the first information input of the multiplexer and connected to the output of the comparison device, and the output is connected to the counting input of the counter , the input of which is set to zero, is combined with the control input of a controlled pulse generator and is connected to the output of a single-shot, and the overflow output is connected to the second information input m a duplexer, the control input of which is combined with the first input of the second AND element and is connected to the trigger output, the R- and S-inputs of which are connected respectively to the “End of conversion” output and the high-order output of the low order group of the successive approximation register, the high and low order group outputs which are the output bus and connected to the corresponding inputs of the main DAC, the second input of the second element And connected to the output of the clock generator, and the output to the input of the one-shot, output a controlled pulse generator is connected to the input of the first pulse shaper, through the delay element with the input of the additional DAC, and through the element NOT with the input of the second pulse shaper, while the output of the multiplexer is connected to the information input of the sequential approximation register.
Технические решения со сходными отличительными признаками по патентной и научно-технической литературе не обнаружены, следовательно, предложенный АЦП обладает существенными отличиями и соответствует критерию новизны. No technical solutions with similar distinctive features were found in the patent and scientific literature, therefore, the proposed ADC has significant differences and meets the novelty criterion.
Введение новых узлов и новых функциональных связей обеспечивает увеличение помехозащищенности АЦП за счет коррекции случайной погрешности, которая осуществляется с помощью статистической обработки компенсирующего напряжения, проводимой при определении каждого младшего разряда. The introduction of new nodes and new functional relationships provides an increase in the ADC noise immunity due to the correction of a random error, which is carried out by means of the statistical processing of the compensating voltage carried out in the determination of each low order bit.
На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого АЦП, которая содержит основной ЦАП 1, блок 2 суммирования, сравнивающее устройство 3, регистр 4 последовательных приближений, генератор 5 тактовых импульсов, дополнительный ЦАП 6, RS-триггер 7, элемент ИЛИ 8, элемент 9 задержки, управляемый генератор 10 импульсов, мультиплексор 11, первый 12 и второй 13 элементы И, счетчик 14, одновибратор 15, элемент НЕ 16, первый 17 и второй 18 формирователи импульсов. Основной ЦАП 1, блок 2 суммирования, сравнивающее устройство 3, второй вход которого является входной шиной, регистр 4 последовательных приближений, тактовый вход которого соединен с выходом генератора 5 тактовых импульсов, дополнительный ЦАП 6, выход которого соединен с вторым входом блока 2 суммирования, RS-триггер 7, элемент ИЛИ 8 соединены последовательно. Выходы первого 17 и второго 18 формирователей импульсов соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 12, второй вход которого объединен с первым информационным входом мультиплексора 11 и подключен к входу сравнивающего устройства 3. Выход элемента И 12 соединен со счетным входом двоичного счетчика 14, вход установки в ноль которого объединен с управляющим входом управляемого генератора 10 прямоугольных импульсов и подключен к выходу одновибратора 15. Выход переполнения двоичного счетчика 14 соединен с вторым информационным входом мультиплексора 11, управляющий вход которого объединен с первым входом второго элемента И 13 и подключен к выходу RS-триггера 7. R- и S-входы RS-триггера 7 соединены соответственно с выходом "Конец преобразования" и выходом старшего разряда группы младших разрядов регистра 4 последовательных приближений, выходы группы старших и младших разрядов которого являются выходной шиной и соединены с соответствующими входами основного ЦАП 1. Второй вход второго элемента И 13 соединен с выходом генератора 5 тактовых импульсов, а выход - с входом одновибратора 15. Выход управляемого генератора 10 импульсов соединен с входом первого формирователя 17 импульсов, через элемент 9 задержки с входом дополнительного ЦАП 6, а через элемент НЕ 16 с входом второго формирователя 18 импульсов. Выход мультиплексора 11 соединен с информационным входом регистра 4 последовательных приближений. In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed ADC, which contains the
Процесс преобразования входного сигнала в выходной код в заявленном АЦП происходит так же, как и в прототипе. Отличие состоит в том, что во время процесса уравновешивания при определении каждого разряда из группы младших разрядов осуществляется статистическая обработка логических сигналов с выхода сравнивающего устройства 3. The process of converting the input signal to the output code in the claimed ADC occurs in the same way as in the prototype. The difference is that during the balancing process, when determining each bit from the group of the least significant bits, statistical processing of logical signals from the output of the
Известно, что время установления старших разрядов больше времени установления младших разрядов. Время установления каждого разряда можно определить исходя из допустимой абсолютной погрешности АЦП и веса каждого разряда. Абсолютную погрешность установления каждого разряда можно определить как
Δ = Uмакс- U1-e . (1)
Исходя из выражения (1) можно по- лучить время Туст, необходимое для установления переходного процесса с заданной приведенной погрешностью γприв:
Δ = Uмакс- Uмакс+ Uмакс· e ;
Δ = Uмакс· e ;
e = = γприв;
Туст = - τ ˙ ln γприв. (2)
Если учесть, что γ = , то выражение (2) можно упростить следующим образом:
t = Tуст= -τ·ln ;
Туст = - τ ˙ ln2-N;
Tуст = N ˙ τ ˙ln2 ≈ 0,69˙N ˙ τ, (3) где N - номер разряда АЦП, причем N = 1, является младшим разрядом, а N = 16 - старшим разрядом (для шестнадцатиразрядного АЦП); τ - постоянная времени переходного процесса в аналоговых узлах АЦП (с); γприв - приведенная погрешность; Uмакс - максимальная амплитуда i-го разряда; Δ - абсолютная погрешность; t, Туст - время, необходимое для установления переходного процесса с заданной погрешностью.It is known that the time for establishing the higher bits is longer than the time for establishing the lower bits. The time of establishment of each discharge can be determined based on the permissible absolute error of the ADC and the weight of each discharge. The absolute error in establishing each category can be defined as
Δ = U max - U 1st . (1)
Based on the expression (1), we can obtain the time T mouth necessary to establish a transient process with a given reduced error γ priv :
Δ = U max - U max + U max · e ;
Δ = U max ;
e = = γ priv ;
T mouth = - τ ˙ ln γ pref . (2)
Given that γ = , then expression (2) can be simplified as follows:
t = T mouth = -τ ;
T mouth = - τ ˙ ln2 -N ;
T mouth = N ˙ τ ˙ln2 ≈ 0.69˙N ˙ τ, (3) where N is the ADC bit number, with N = 1, is the least significant bit, and N = 16 is the most significant bit (for sixteen-bit ADC); τ is the time constant of the transient in the analog nodes of the ADC (s); γ priv - reduced error; U max - the maximum amplitude of the i-th discharge; Δ is the absolute error; t, T mouth - the time required to establish a transition process with a given error.
Так как период тактовых импульсов не изменяется, то после установления каждого разряда из группы младших разрядов остается дополнительное время
Тдоп i = Т - Туст i, где Т - период тактовых импульсов; Туст i - время, необходимое для установления переходного процесса i -го разряда с заданной погрешностью (фиг. 2).Since the period of the clock pulses does not change, after the establishment of each bit from the group of the least significant bits, additional time remains
T add i = T - T mouth i , where T is the period of clock pulses; T mouth i - the time required to establish the transition process of the i-th discharge with a given error (Fig. 2).
Дополнительное время Тдоп i используется для статистической обработки компенсирующего напряжения Uк путем обработки логических сигналов с выхода сравнивающего устройства 3. Во время Тдоп i на компенсирующее напряжение U(к), содержащее случайную помеху, накладывается с выхода дополнительного одноразрядного ЦАП 6 посредством блока 2 суммирования прямоугольный сигнал с весом, равным весу самого младшего разряда. При этом на выходе сравнивающего устройства появляется последовательность логических "0" и "1", с помощью которой можно определить "выше" или "ниже" порога срабатывания сравнивающего устройства 3, находится среднее значение компенсирующего напряжения U(к) с наложенным шумом и, следовательно, достоверное значение логического сигнала на входе регистра 4 последовательных приближений (фиг. 3).The extra time T add i is used for statistical processing of the compensating voltage U k by processing the logic signals from the output of the
Процесс происходит следующим образом. The process is as follows.
При включении старшего разряда из группы младших разрядов регистра 4 последовательных приближений триггер 7 переключается из "0" в "1". При этом мультиплексор 11 отключает вход регистра 4 последовательных приближений от выхода сравнивающего устройства 3 и подключает его к выходу двоичного счетчика 14. После переключения триггера 7 из "0" в "1" разрешается прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 5 тактовых импульсов через элемент И 13 на вход одновибратора 15. На инвертирующем выходе одновибратора 15 по положительному перепаду тактового импульса формируется управляющий сигнал Тупр, длительность которого равна Тупр = Т - Туст, где Т - перепад тактовых импульсов, Туст- время установления старшего разряда из группы младших (фиг. 4). Управляющий сигнал Тупр включает ждущий генератор 10 прямоугольных импульсов и разрешает работу двоичного счетчика 14. На компенсирующее напряжение U(к) накладывается прямоугольный сигнал с выхода дополнительного ЦАП 6 с весом, равным весу самого младшего разряда, и частотой
FГИI0= , (4) где К - число импульсов с выхода ждущего генератора 10 прямоугольных импульсов за время, равное
Тупр = Т - Туст.
Компенсирующее напряжение U(к) вместе с наложенным прямоугольным сигналом в некоторые моменты времени больше или равно порогу срабатывания сравнивающего устройства 3, что вызывает его переключение из одного логического состояния в другое. Если при этом по каждому перепаду сигнала с выхода ждущего генератора 10 прямоугольных импульсов через равные промежутки времени фиксируется логический уровень на выходе сравнивающего устройства 3, то по характеру полученной за время действия управляющего сигнала Тупр последовательности "0" и "1" можно сделать следующие выводы.When the senior bit is turned on from the group of lower digits of the register of 4 consecutive approximations, trigger 7 switches from "0" to "1". In this case, the multiplexer 11 disconnects the input of the register of 4 successive approximations from the output of the comparing
F GII0 = , (4) where K is the number of pulses from the output of the
T control = T - T mouth.
The compensating voltage U (k) together with the superimposed rectangular signal at some points in time is greater than or equal to the threshold of operation of the
Если количество логических "1" на выходе сравнивающего устройства 3 больше или равно количеству логических "0", то среднее значение компенсирующего напряжения (к) принимается больше порога срабатывания сравнивающего устройства 3 и в регистр 4 последовательных приближений записывается логическая "1".If the number of logical "1" at the output of the
Если количество логических "1" на выходе сравнивающего устройства 3 меньше количества логических "0", то в регистр 4 последовательных приближений записывается логический "0". If the number of logical "1" at the output of the comparing
Функцию сравнения количества логических "0" и "1" выполняет двоичный счетчик 14. Он подсчитывает количество логических "1", приходящих с выхода сравнивающего устройства 3 за время действия управляющего сигнала Тупр. К примеру, если счетчик двоичный четырехразрядный и имеет выходы с весом 1-2-4-8, то на выходе с весом "8" логическая "1" появляется только после поступления на вход счетчика девяти импульсов (логическая "1"). Если поступило меньше девяти логических "1", то на выходе счетчика 14 логический "0" и в регистр 4 последовательных приближений записывается логический "0".The binary counter 14 performs the function of comparing the number of logical “0” and “1”. It counts the number of logical “1” coming from the output of the comparing
Число импульсов наложенного прямоугольного сигнала, поступающего с выхода дополнительного одноразрядного ЦАП 6, вдвое меньше коэффициента пересчета двоичного счетчика 14 и в данном примере составляет К = 8. The number of pulses of the superimposed rectangular signal coming from the output of the additional single-
Запись в счетчик 14 производится по положительным и отрицательным перепадам сигнала, поступающего с выхода ждущего генератора 10 прямоугольных импульсов. Writing to the counter 14 is made on the positive and negative drops of the signal coming from the output of the waiting
В результате сравнения за время действия управляющего сигнала Тупрна выходе сравнивающего устройства 3 формируется логический сигнал Z по правилу
Z = , (5) где Z - логический сигнал на выходе сравнивающего устройства 3.As a result of the comparison, during the operation of the control signal T control at the output of the comparing
Z = , (5) where Z is the logic signal at the output of the
Двоичный счетчик 14 фиксирует число событий Z = 1 в дискретные моменты времени, определяемые элементом И 12. После проведения n сравнений на выходе двоичного счетчика 14 возникает логический сигнал Y по правилу
ϒ =
Величина Y есть не что иное, как в цифровой форме оценка математического ожидания установившегося значения компенсирующего напряжения U(к) за время действия управляющего сигнала Тупр:
M[U(K)] = lim Uj(K) (6)
Время Тдоп, необходимое для статистической обработки компенсирующего напряжения U(к), зависит от времени Тсу3 установления переходных процессов в сравнивающем устройстве 3 и от числа сравнений n, где n = 2К, К - число периодов наложенного прямоугольного сигнала с выхода дополнительного одноразрядного ЦАП 6:
Тдоп = Тсу3 ˙ n = Тсу3 ˙ 2 ˙ К (7)
Исходя из выражения (7), старшим разрядом из группы младших разрядов будет тот разряд, у которого время Тдоп i = Т - Туст i больше или равно времени Тдоп = К ˙ Тсу3, если время Тдоп i определяет, начиная от самого старшего разряда.The binary counter 14 captures the number of events Z = 1 at discrete time instants determined by the element And 12. After n comparisons are made, the output of the binary counter 14 causes a logical signal Y according to the rule
ϒ =
The value of Y is nothing more than a digital estimate of the mathematical expectation of the steady-state value of the compensating voltage U (k) during the duration of the control signal T control :
M [U (K)] = lim U j (K) (6)
The time T add necessary for the statistical processing of the compensating voltage U (k) depends on the time T su3 for the establishment of transients in the
T add = T su3 ˙ n = T su3 ˙ 2 ˙ K (7)
Based on the expression (7), the highest rank from the group of the least significant bits will be that category for which the time T add i = T - T mouth i is greater than or equal to the time T add = K ˙ T su3 , if the time T add i determines, starting from the most senior level.
Минимальное число импульсов наложенного прямоугольного сигнала Кминс выхода дополнительного одноразрядного ЦАП 6 может определить в зависимости от того, с какой доверительной вероятностью Рдов находится среднее значение компенсирующего напряжения U(к):
Kмин= . (8)
К примеру, если в заявленном АЦП используется ЦАП К427ПН2 с временем установления Туст = 10 мкс и основной приведенной погрешностью γприв = 0,0015%, то из выражения (2) находят постоянную времени переходного процесса τ = 0,91 мкс. Отсюда из выражения (3)
Туст 16 = 16˙0,69˙ τ = 10 мкс; Туст 11 = 6,9 мкс;
Туст 15 = 9,4 мкс; Туст 10 = 6,3 мкс;
Туст 14 = 8,7 мкс; Туст 9 = 5,6 мкс;
Туст 13 = 8,2 мкс; Туст 8 = 5,0 мкс;
Туст 12 = 7,5 мкс; Туст 7 = 4,4 мкс;
Туст 6 = 3,8 мкс; Туст 3 = 1,9 мкс;
Туст 5 = 3,1 мкс; Туст 2 = 1,2 мкс;
Туст 4 = 2,5 мкс; Туст 1 = 0,6 мкс.The minimum number of superimposed rectangular pulse signal output from the K m of additional 6-bit DAC can determine depending on from which a confidence level of P rows is the average value of the offset voltage U (k):
K min = . (8)
For example, if the claimed ADC uses the K427PN2 DAC with the establishment time T mouth = 10 μs and the main reduced error γ priv = 0.0015%, then from the expression (2) find the transition time constant τ = 0.91 μs. Hence from the expression (3)
T mouth 16 = 16˙0.69˙ τ = 10 μs; T mouth 11 = 6.9 μs;
T mouth 15 = 9.4 μs; T mouth 10 = 6.3 μs;
T mouth 14 = 8.7 μs; T mouth 9 = 5.6 μs;
T mouth 13 = 8.2 μs; T mouth 8 = 5.0 μs;
T mouth 12 = 7.5 μs; T mouth 7 = 4.4 μs;
T mouth 6 = 3.8 μs; T mouth 3 = 1.9 μs;
T mouth 5 = 3.1 μs; T mouth 2 = 1.2 μs;
T mouth 4 = 2.5 μs; T mouth 1 = 0.6 μs.
Если в качестве сравнивающего устройства 3 взять компаратор К521СА3 с временем установления Тсу3 = 200 нс, причем число импульсов наложенного прямоугольного сигнала с выхода ждущего генератора 10 прямоугольных импульсов равно К = 16, то время Тдоп, необходимое для статистической обработки компенсирующего напряжения U(к), определяется из выражения (7):
Тдоп = 2˙К˙Тсу3 = 2 ˙16˙0,2 мкс = 6,4 мкс.If we take K521CA3 comparator as comparing
T add = 2˙K˙T su3 = 2 ˙16˙0.2 μs = 6.4 μs.
Время Тдоп i больше Тдоп = 6,4 мкс, начиная с пятого разряда, который следует принять старшим разрядом из группы младших.The time T add i is greater than T add = 6.4 μs, starting from the fifth digit, which should be taken as the senior discharge from the group of the younger ones.
Схема для выделения моментов времени, в течение которых определяется логический уровень на выходе сравнивающего устройства 3, состоит из элемента И 12, элемента И 8, элемента НЕ 16, первого 17 и второго 18 формирователей импульсов. Схема работает следующим образом. Импульсы с ждущего генератора 10 прямоугольных импульсов поступают на вход первого формирователя 17 импульсов, который формирует короткий импульс по положительному перепаду, и на вход второго формирователя 18 импульсов через элемент НЕ 16, который, в свою очередь, формирует короткий импульс по отрицательному перепаду сигнала с выхода ждущего генератора 10 прямоугольных импульсов. На выходе элемента ИЛИ 8 выделяется сумма коротких импульсов, поступающих с выходов первого 17 и второго 18 формирователей импульсов, которая и определяет моменты времени, в течение которых происходит определение логических уровней на выходе сравнивающего устройства 3 (фиг. 5). A circuit for isolating time points during which a logic level is determined at the output of the comparing
Элемент 9 задержки предназначен для задержки срабатывания дополнительного одноразрядного ЦАП 6 на время, необходимое для выделения моментов времени, в течение которых определяются логические уровни на выходе сравнивающего устройства, и для записи этих логических уровней в двоичный счетчик 14. The
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4933105 RU2024193C1 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Analog-to-digital converter incorporating random error correction provision |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4933105 RU2024193C1 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Analog-to-digital converter incorporating random error correction provision |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2024193C1 true RU2024193C1 (en) | 1994-11-30 |
Family
ID=21572853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4933105 RU2024193C1 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Analog-to-digital converter incorporating random error correction provision |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2024193C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2491715C1 (en) * | 2012-06-20 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | High-speed analogue-digital-analogue converter with non-clock bitwise balancing |
-
1991
- 1991-04-30 RU SU4933105 patent/RU2024193C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Приборостроение, 1988, N 11, с.31. * |
2. ЕДN, 1987, N 32, N 3, с.139-148, 150, 152, 154. (56) * |
3. Авторское свидетельство СССР N 1607076, кл. H 03M 1/46, 1987. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2491715C1 (en) * | 2012-06-20 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | High-speed analogue-digital-analogue converter with non-clock bitwise balancing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8957802B1 (en) | Metastability error detection and correction system and method for successive approximation analog-to-digital converters | |
US4733220A (en) | Thermometer-to-adjacent bindary encoder | |
WO1990001835A1 (en) | Error limiting analog to digital converter | |
US11962308B2 (en) | Successive-approximation register analog-to-digital converter circuit and operating method thereof | |
CN107040260B (en) | Asynchronous successive approximation type analog-to-digital conversion circuit | |
CN110022155B (en) | Asynchronous over-level sampling analog-to-digital converter with sampling threshold changing along with input signal | |
US3493958A (en) | Bipolar analog to digital converter | |
US4999630A (en) | Fast analog-digital converter with parallel structure | |
US7532139B2 (en) | System and method for converting analog values into digital form | |
US11159171B1 (en) | Digital slope analog to digital converter device and signal conversion method | |
EP0217009A2 (en) | Thermometer-to-adjacent binary encoder | |
RU2024193C1 (en) | Analog-to-digital converter incorporating random error correction provision | |
US3384889A (en) | Hybrid analog to digital converter | |
US3493964A (en) | Analog to digital converter apparatus | |
Kinniment et al. | Low power, low noise micropipelined flash A–D converter | |
CN110401454B (en) | Two-section type concentrated sequence generator for probability calculation | |
JP3573415B2 (en) | Analog-to-digital converter using asynchronous sweep thermometer code | |
RU2204884C1 (en) | Analog-to-digital converter | |
RU2646356C1 (en) | Analogue-to-digital converter | |
US20240113726A1 (en) | Time-interleaved analog to digital converter based on control of counter | |
JPH0429258B2 (en) | ||
KR880002500B1 (en) | High speed a/d converter for 16bit | |
RU2205500C1 (en) | Analog-to-digital converter | |
RU2019030C1 (en) | Voltage-to-code converter | |
RU2110886C1 (en) | Analog-to-digital converter |