RU204480U1 - Parallel bipolar to binary converter - Google Patents

Parallel bipolar to binary converter Download PDF

Info

Publication number
RU204480U1
RU204480U1 RU2021107381U RU2021107381U RU204480U1 RU 204480 U1 RU204480 U1 RU 204480U1 RU 2021107381 U RU2021107381 U RU 2021107381U RU 2021107381 U RU2021107381 U RU 2021107381U RU 204480 U1 RU204480 U1 RU 204480U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
analog
voltage
input
output
inverter
Prior art date
Application number
RU2021107381U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Ильич Зиатдинов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения"
Priority to RU2021107381U priority Critical patent/RU204480U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU204480U1 publication Critical patent/RU204480U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • H03M1/46Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • H03M1/46Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter
    • H03M1/464Non-linear conversion

Abstract

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована при цифровой обработке сигналов для преобразования двухполярного напряжения в цифровой двоичный код с увеличенным динамическим диапазоном преобразования. Технический результат – возможность преобразования как положительного, так и отрицательного напряжения в двоичный код, увеличение динамического диапазона преобразования. Параллельный преобразователь включает блок резистивных делителей напряжения, 2n-1 компараторов, шифратор, знаковый компаратор, источник эталонного напряжения, аналоговый инвертор, первый аналоговый ключ, второй аналоговый ключ, аналоговый сумматор и логический инвертор. Знаковый компаратор, аналоговый инвертор и два аналоговых ключа, позволяют сравнивать в компараторах положительное преобразуемое напряжение с положительным напряжением с выхода резистивных делителей и при отрицательном преобразуемом напряжении инвертированное преобразуемое напряжение сравнивается с положительным эталонным напряжением. 1 ил.The utility model relates to computer technology and can be used in digital signal processing for converting a bipolar voltage into a digital binary code with an increased dynamic range of conversion. The technical result is the possibility of converting both positive and negative voltages into a binary code, increasing the dynamic range of conversion. The parallel converter includes a block of resistive voltage dividers, 2n-1 comparators, an encoder, a sign comparator, a reference voltage source, an analog inverter, a first analog switch, a second analog switch, an analog adder and a logic inverter. A sign comparator, an analog inverter and two analog switches make it possible to compare in the comparators a positive converted voltage with a positive voltage from the output of resistive dividers, and with a negative converted voltage, the inverted converted voltage is compared with a positive reference voltage. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована при цифровой обработке сигналов для преобразования двухполярного напряжения в цифровой двоичный код с увеличенным динамическим диапазоном преобразования.The utility model relates to computer technology and can be used in digital signal processing to convert a bipolar voltage into a digital binary code with an increased dynamic range of conversion.

Известен последовательный аналого-цифровой преобразователь напряжение-код, реализующий метод последовательного приближения (Зиатдинов С.И., Суетина Т.А., Поваренкин Н.В. Схемотехника телекоммуникационных устройств. Учебник. М: Академия, 2016. С.218, рис. 8.3).Known serial analog-to-digital converter voltage-code, which implements the method of successive approximation (Ziatdinov S.I., Suetina T.A., Povarenkin N.V. Circuitry of telecommunication devices. Textbook. M: Academy, 2016. P.218, Fig. 8.3).

Устройство предназначено для преобразования однополярного напряжения в двоичный код. Преобразователь содержит n триггеров, n-разрядный сдвигающий регистр, n-разрядный параллельный цифроаналоговый преобразователь, генератор тактовых импульсов и компаратор. Управляющие входы триггеров соединены с соответствующими выходами сдвигающего регистра; выходы триггеров соединены с соответствующими входами параллельного цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с одним из входов компаратора; выход компаратора соединен с управляющим входом сдвигающего регистра и выход генератора тактовых импульсов соединен с входом подачи импульсов сдвига сдвигающего регистра.The device is designed to convert a unipolar voltage into a binary code. The converter contains n flip-flops, an n-bit shift register, an n-bit parallel digital-to-analog converter, a clock generator, and a comparator. The control inputs of the flip-flops are connected to the corresponding outputs of the shift register; the outputs of the flip-flops are connected to the corresponding inputs of a parallel digital-to-analog converter, the output of which is connected to one of the inputs of the comparator; the output of the comparator is connected to the control input of the shift register and the output of the clock pulse generator is connected to the input of the shift register shift pulses.

Недостатками данного устройства являются низкое быстродействие, невозможность преобразования разнополярного напряжения и малый динамический диапазон преобразования (маленькое отношение диапазона изменения преобразуемого напряжения к цене единицы младшего разряда).The disadvantages of this device are low speed, the impossibility of converting a multipolar voltage and a small dynamic range of conversion (a small ratio of the range of the converted voltage to the price of a unit of the least significant digit).

Известен последовательный преобразователь однополярного напряжения в двоичный код со ступенчатым пилообразным напряжением (Гитис Э.И., Пискунов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи. М.: Энергоиздат, 1981. С.218, рис. 6.4)Known serial converter of unipolar voltage to binary code with a stepped sawtooth voltage (Gitis E.I., Piskunov E.A.Analog-digital converters. M .: Energoizdat, 1981. S. 218, Fig. 6.4)

Устройство состоит из n-разрядного двоичного суммирующего счетчика, n-разрядного параллельного цифроаналогового преобразователя; компаратора, генератора импульсов тактовой частоты, триггера запуска счета, двухвходового конъюнктора подачи счетных импульсов, выходы двоичного суммирующего счетчика соединены с одноименными входами параллельного цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к одному из входов компаратора, на другой вход компаратора подается преобразуемое напряжение, выход компаратора соединен с входом сброса триггера запуска счета, выход триггера запуска счета подключен к одному из входов конъюнктора подачи счетных импульсов, другой вход конъюнктора подачи счетных импульсов соединен с выходом генератора импульсов тактовой частоты, выход конъюнктора подачи счетных импульсов подключен ко входу поступления тактовых импульсов двоичного суммирующего счетчика.The device consists of an n-bit binary summing counter, an n-bit parallel digital-to-analog converter; a comparator, a clock pulse generator, a count start trigger, a two-input conjunctor for supplying counting pulses, the outputs of a binary summing counter are connected to the same inputs of a parallel digital-to-analog converter, the output of which is connected to one of the comparator inputs, a converted voltage is supplied to the other comparator input, the comparator output is connected to the reset input of the count start trigger, the output of the count start trigger is connected to one of the inputs of the counting pulse feed conjunctor, the other input of the counting pulse feed conjunctor is connected to the output of the clock pulse generator, the output of the counting pulses feed is connected to the input of the clock pulses of the binary summing counter.

Недостатками данного устройства являются низкое быстродействие, невозможность преобразования двухполярного напряжения и малый динамический диапазон.The disadvantages of this device are low speed, the impossibility of converting a bipolar voltage and a small dynamic range.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является параллельный преобразователь однополярного напряжения в двоичный код (Гитис Э.И., Пискунов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи. М.: Энергоиздат, 1981. С.242, рис. 6.10).The closest in technical essence to the proposed utility model is a parallel converter of unipolar voltage into a binary code (Gitis EI, Piskunov EA Analog-to-digital converters. M .: Energoizdat, 1981. P.242, Fig. 6.10).

В состав n-разрядного преобразователя входят источник эталонного напряжения, блок резистивных делителей напряжения, 2n-1 компараторов и шифратор. В преобразователе выход источника эталонного напряжения соединен с блоком резистивных делителей напряжения, инвертирующие входы 2n-1 компараторов соединены с соответствующими резистивными делителями блока резистивных делителей напряжения, неинвертирующие входы 2n-1 компараторов являются входом преобразуемого напряжения, выходы шифратора являются цифровыми выходами преобразователя.The n-bit converter includes a reference voltage source, a block of resistive voltage dividers, 2 n -1 comparators and an encoder. In the converter, the output of the reference voltage source is connected to the block of resistive voltage dividers, the inverting inputs of 2 n -1 comparators are connected to the corresponding resistive dividers of the block of resistive voltage dividers, the non-inverting inputs of the 2 n -1 comparators are the input of the converted voltage, the outputs of the encoder are the digital outputs of the converter.

Недостатками устройства являются невозможность преобразования двухполярного напряжения и малый динамический диапазон преобразования.The disadvantages of the device are the impossibility of converting a bipolar voltage and a small dynamic range of conversion.

Основная задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в разработке параллельного преобразователя напряжение-код, обладающего возможностью преобразования двухполярного напряжения, и увеличение динамического диапазона преобразования.The main task to be solved by the utility model is to develop a parallel voltage-to-code converter capable of converting a bipolar voltage and increasing the dynamic range of conversion.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемой полезной модели, является возможность преобразования двухполярного напряжения и увеличение динамического диапазона преобразования.The technical result achieved by the implementation of the claimed utility model is the ability to convert bipolar voltage and increase the dynamic range of conversion.

Указанный технический результат достигается тем, что параллельный преобразователь двухполярного напряжения в двоичный код, включающий источник эталонного напряжения, блок резистивных делителей напряжения, 2n-1 компараторов и шифратор, выход источника эталонного напряжения соединен с блоком резистивных делителей напряжения, инвертирующие входы 2n-1 компараторов соединены с соответствующими резистивными делителями напряжения блока резистивных делителей напряжения, устройство дополнительно содержит аналоговый инвертор, первый аналоговый ключ, второй аналоговый ключ, аналоговый сумматор, логический инвертор и знаковый компаратор, вход которого соединен одновременно с входом аналогового инвертора и сигнальным входом второго аналогового ключа, выход которого соединен с первым входом аналогового сумматора, выход аналогового сумматора соединен с неинвертирующими входами 2n-1 компараторов, выходы которых соединены соответственно с входами d1,…,dm шифратора, выход аналогового инвертора соединен с сигнальным входом первого аналогового ключа, выход которого соединен со вторым входом аналогового сумматора, выход знакового компаратора соединен одновременно с управляющим входом первого аналогового ключа и входом логического инвертора, выход которого соединен с управляющим входом второго аналогового ключа, вход знакового компаратора является входом преобразуемого напряжения, а его выход является знаковым выходом dзн преобразователя, выходы Q0,…,Qn-1 шифратора являются выходами цифровых данных преобразователя.The specified technical result is achieved by the fact that a parallel converter of a bipolar voltage into a binary code, including a reference voltage source, a block of resistive voltage dividers, 2 n -1 comparators and an encoder, the output of the reference voltage source is connected to a block of resistive voltage dividers, inverting inputs 2 n -1 comparators are connected to the corresponding resistive voltage dividers of the block of resistive voltage dividers, the device additionally contains an analog inverter, a first analog switch, a second analog switch, an analog adder, a logical inverter and a sign comparator, the input of which is simultaneously connected to the input of the analog inverter and the signal input of the second analog switch, the output of which is connected to the first input of the analog adder, the output of the analog adder is connected to the non-inverting inputs of 2 n -1 comparators, the outputs of which are connected respectively to the inputs d 1 , ..., d m of the encoder, the output of the analog inverter connected to the signal input of the first analog switch, the output of which is connected to the second input of the analog adder, the output of the sign comparator is connected simultaneously to the control input of the first analog switch and the input of the logical inverter, the output of which is connected to the control input of the second analog switch, the input of the sign comparator is the input of the converted voltage , and its output is the sign output d zn of the converter, the outputs Q 0 , ..., Q n-1 of the encoder are the outputs of the digital data of the converter.

Поставленный технический результат достигается за счет введения дополнительных блоков и связей между ними, что позволяет осуществить параллельное преобразование как положительного, так и отрицательного напряжения в двоичный код, и повысить динамический диапазон преобразования.The stated technical result is achieved by introducing additional blocks and connections between them, which allows parallel conversion of both positive and negative voltages into a binary code, and increases the dynamic range of conversion.

Проведенный заявителем анализ уровня техники установил, что у аналогов отсутствует совокупность признаков, тождественных признакам заявляемого устройства «Параллельный преобразователь двухполярного напряжения в двоичный код». Следовательно, заявляемое устройство соответствует условию «новизна».The analysis of the prior art carried out by the applicant has established that the analogs do not have a set of features identical to those of the claimed device "Parallel bipolar voltage to binary converter". Therefore, the claimed device meets the "novelty" condition.

Результаты поиска известных технических решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.The search results for known technical solutions in this and related fields of technology in order to identify features that coincide with the distinctive features of the prototype of the features of the claimed device, showed that they do not follow explicitly from the prior art.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, представленным на фиг.1, где 1 - источник эталонного напряжения, блок резистивных делителей напряжения, включающий 2m резисторов 2.1, …, 2m (m=2n-1, n - число разрядов преобразователя), 2n-1 компараторы 3.1, …, 3.m, 4 - шифратор, 5 - аналоговый инвертор, 6 - первый аналоговый ключ, 7 - второй аналоговый ключ, 8 - аналоговый сумматор, 9 - логический инвертор, 10 - знаковый компаратор.The essence of the utility model is illustrated by the drawing shown in Fig. 1, where 1 is a reference voltage source, a resistive voltage divider unit, including 2m resistors 2.1, ..., 2m (m = 2 n -1, n is the number of bits of the converter), 2 n - 1 comparators 3.1,…, 3.m, 4 - encoder, 5 - analog inverter, 6 - first analog key, 7 - second analog key, 8 - analog adder, 9 - logic inverter, 10 - sign comparator.

Параллельный преобразователь двухполярного напряжения в двоичный код включает источник эталонного напряжения 1, блок резистивных делителей напряжения 2, включающий 2m резисторов 2.1, …, 2m (m=2n-l, n - число разрядов преобразователя), 2n-1 компараторов 3.1, …, 3.m, шифратор 4, аналоговый инвертор 5, первый аналоговый ключ 6, второй аналоговый ключ 7, аналоговый сумматор 8, логический инвертор 9, знаковый компаратор 10 выход источника эталонного напряжения 1 соединен с блоком резистивных делителей напряжения 2, инвертирующие входы 2n-1 компараторов 3.1, …, 3.m соединены с соответствующими резистивными делителями напряжения блока резистивных делителей напряжения 2, выход аналогового инвертора 5 соединен с сигнальным входом первого аналогового ключа 6, выход которого соединен со вторым входом аналогового сумматора 8, выход которого соединен с неинвертирующими входами 2n-1 компараторов 3.1, …, 3.m, выходы которых соединены соответственно со входами d1, …, dm шифратора 4 вход знакового компаратора 10 одновременно соединен со входом аналогового инвертора 5 и сигнальным входом второго аналогового ключа 7, выход которого соединен с первым входом аналогового сумматора 8, выход знакового компаратора 10 соединен одновременно с управляющим входом первого аналогового ключа 6 и входом логического инвертора 9, выход которого соединен с управляющим входом второго аналогового ключа 7, вход знакового компаратора 10 является входом преобразуемого напряжения, а его выход является знаковым выходом dзн преобразователя, выходы Q0, …, Qn-1 шифратора 4 являются выходами цифровых данных преобразователя.A parallel converter of a bipolar voltage into a binary code includes a reference voltage source 1, a block of resistive voltage dividers 2, including 2m resistors 2.1, ..., 2m (m = 2 n -l, n is the number of converter bits), 2 n -1 comparators 3.1, ... , 3.m, encoder 4, analog inverter 5, first analog switch 6, second analog switch 7, analog adder 8, logic inverter 9, sign comparator 10, the output of the reference voltage source 1 is connected to the block of resistive voltage dividers 2, inverting inputs 2 n -1 comparators 3.1, ..., 3.m are connected to the corresponding resistive voltage dividers of the block of resistive voltage dividers 2, the output of the analog inverter 5 is connected to the signal input of the first analog switch 6, the output of which is connected to the second input of the analog adder 8, the output of which is connected to the non-inverting inputs 2 n -1 comparators 3.1, ..., 3.m, the outputs of which are connected respectively to the inputs d 1 , ..., d m of encoder 4 input zn This comparator 10 is simultaneously connected to the input of the analog inverter 5 and the signal input of the second analog switch 7, the output of which is connected to the first input of the analog adder 8, the output of the sign comparator 10 is simultaneously connected to the control input of the first analog switch 6 and the input of the logical inverter 9, the output of which is connected the control input of the second analog switch 7, entry of the sign comparator 10 is input to the converted voltage, and its output is significant yield d receptacle converter, outputs Q 0, ..., Q n-1 are the outputs of the encoder 4, the digital data transmitter.

В качестве компаратора используют микросхему - AD8564AD, в качестве знакового компаратора - микросхему - AD8564AD, качестве аналогового инвертора - микросхему К140УД7, в качестве логических ключей - микросхему К176КТ1, качестве аналогового сумматора - микросхему К140УД7, в качестве логического инвертора - микросхему К155ЛН1, в качестве шифратора - микросхему 1К55ИВ1 [1], [2].The AD8564AD microcircuit is used as a comparator, the AD8564AD microcircuit is used as a sign comparator, the K140UD7 microcircuit is used as an analog inverter, the K176KT1 microcircuit is used as logical keys, the K140UD7 microcircuit is used as an analog adder, the K140UD7 microcircuit is used as a logical inverter, and the K155LN is used as a logical inverter. - microcircuit 1K55IV1 [1], [2].

Параллельный преобразователь двухполярного напряжения в двоичный код работает следующим образом.Parallel converter of bipolar voltage to binary code works as follows.

Положительное напряжение источника эталонного напряжения 1 поступает в блок резистивных делителей напряжения 2, в котором резистивными делителями напряжения вырабатываются положительные опорные напряжения, которые подаются на соответствующие инвертирующие входы 2n-1 компараторов 3.1, …, 3.m, а именно: на инвертирующий вход 2n-1 компаратора 3.1 поступает опорное напряжение с резистивного делителя напряжения 2.1-2.m+1, на инвертирующий вход 2n-1 компаратора 3.2 поступает опорное напряжение с резистивного делителя напряжения 2.2-2.m+2 и так далее.The positive voltage of the reference voltage source 1 enters the block of resistive voltage dividers 2, in which the resistive voltage dividers generate positive reference voltages, which are fed to the corresponding inverting inputs 2 n -1 of comparators 3.1, ..., 3.m, namely: to the inverting input 2 n -1 comparator 3.1, the reference voltage comes from the resistive voltage divider 2.1-2.m + 1, the reference voltage from the resistive voltage divider 2.2-2.m + 2 is fed to the inverting input 2 n -1 of the comparator 3.2, and so on.

При положительном входном напряжении Uвх срабатывает знаковый компаратор 10 и на его выходе устанавливается низкое напряжение уровня логического нуля, которое поступает одновременно на управляющий вход первого аналогового ключа 6, на вход логического инвертора 9 и на выход преобразователя dзн=0. При этом на выходе логического инвертора 9 устанавливается высокое напряжение уровня логической единицы, под действием которого второй аналоговый ключ 7 открывается и положительное входное напряжение Uвх с выхода второго аналогового ключа 7 поступает на первый вход аналогового сумматора 8 и далее с его выхода на неинвертирующие входы 2n-1 компараторов 3.1,…,3.m. В это время первый аналоговый ключ 6 закрыт, так как на его управляющем входе действует низкое напряжение. Если опорные напряжения на инвертирующих входах 2n-1 компараторов, например, 3.1, 3.2, 3.2, 3.3 меньше входного напряжения Uвх, то данные компараторы сработают и на их выходах установятся высокие напряжения уровня логической единицы. Остальные компараторы не сработают и на их выходах будут низкие напряжения уровня логического нуля.With a positive input voltage U Rin sign comparator 10 is triggered and its output is set low voltage logic-zero level, which is supplied simultaneously to a control input of the first analog switch 6, to a logic input of the inverter 9 and the output transducer d = 0 receptacle. At the output of the logical inverter 9 is set high voltage level logic units, under the action of which the second analog switch 7 opens and the positive input voltage U Rin from the output of the second analog switch 7 to a first input of analog adder 8 and further from its output to the noninverting inputs 2 n -1 comparators 3.1, ..., 3.m. At this time, the first analog switch 6 is closed, since a low voltage acts on its control input. If the reference voltages at the inverting inputs of 2 n -1 comparators, for example, 3.1, 3.2, 3.2, 3.3, are less than the input voltage U in , then these comparators will work and high voltages of the logical unit level will be established at their outputs. The rest of the comparators will not work and their outputs will have low voltages at the logic zero level.

В результате на входах d0, d1, d2, d3, шифратора 4 будут присутствовать высокие напряжения, а на входах d4 - dm - низкие напряжения. Если напряжения представить в виде единиц и нулей, то на входах шифратора сформируется нормальный единичный код 000…001111, в котором количество единиц указывает на количество сработавших компараторов. Данный код шифратором 4 преобразуется в двоичный код 000…001002. Знаковый разряд преобразователя при положительном входном напряжении имеет значение dзн=0.As a result, high voltages will be present at the inputs d 0 , d 1 , d 2 , d 3 of the encoder 4, and low voltages will be present at the inputs d 4 - d m. If the voltages are represented in the form of ones and zeros, then a normal unit code 000 ... 001111 will be formed at the encoder inputs, in which the number of ones indicates the number of triggered comparators. This code is converted by the encoder 4 into a binary code 000 ... 00100 2 . The sign bit of the converter with a positive input voltage has the value d zn = 0.

При отрицательном входном напряжении Uвх на выходе знакового компаратора 10 устанавливается высокое напряжение уровня логической единицы, которое поступает на управляющий вход первого аналогового ключа 6, на вход логического инвертора 9 и на выход преобразователя dзн=1. При этом на выходе логического инвертора 9 устанавливается низкое напряжение уровня логического нуля, под действием которого второй аналоговый ключ 7 закрывается, первый аналоговый ключ 6 под действием высокого напряжение на управляющем входе открывается и инвертированное входное напряжение с выхода аналогового инвертора 5 через открытый первый аналоговый ключ 6 поступает на второй вход логического сумматора 8 и далее с его выхода на неинвертирующие входы 2n-1 компараторов 3.1, …, 3.m. Если опорные напряжения на инвертирующих входах 2n-1 компараторов, например, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 больше напряжения на неинвертирующих входах, то данные компараторы сработают и на их выходах установятся высокие напряжения уровня логической единицы. Остальные компараторы не сработают и на их выходах будут низкие напряжения уровня логического нуля. В результате на входах d0, d1, d2, d3, шифратора 4 будут присутствовать высокие напряжения, а на входах d4 - dm - низкие напряжения. Если напряжения представить в виде единиц и нулей, то на входах шифратора сформируется нормальный единичный код 000…001111, в котором количество единиц указывает на количество сработавших компараторов. Данный код шифратором 4 преобразуется в двоичный код 000…001002. Знаковый разряд преобразователя при отрицательном входном напряжении имеет значение dзн=1.With a negative input voltage U in at the output of the sign comparator 10, a high voltage of the logical unit level is set, which is fed to the control input of the first analog switch 6, to the input of the logical inverter 9 and to the output of the converter d zn = 1. At the same time, a low voltage of the logic zero level is set at the output of the logic inverter 9, under the action of which the second analog switch 7 is closed, the first analog switch 6, under the action of the high voltage at the control input, opens and the inverted input voltage from the output of the analog inverter 5 through the open first analog switch 6 goes to the second input of the logical adder 8 and then from its output to the non-inverting inputs 2 n -1 of the comparators 3.1, ..., 3.m. If the reference voltages at the inverting inputs of 2 n -1 comparators, for example, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, are greater than the voltage at the non-inverting inputs, then these comparators will work and high voltages of the logical unit level will be established at their outputs. The rest of the comparators will not work and their outputs will have low voltages at the logic zero level. As a result, high voltages will be present at the inputs d 0 , d 1 , d 2 , d 3 of the encoder 4, and low voltages will be present at the inputs d 4 - d m. If the voltages are represented in the form of ones and zeros, then a normal unit code 000 ... 001111 will be formed at the encoder inputs, in which the number of ones indicates the number of triggered comparators. This code is converted by the encoder 4 into a binary code 000 ... 00100 2 . The sign bit of the converter with a negative input voltage has the value d zn = 1.

В результате предложенный преобразователь позволяет осуществлять преобразование как положительного, так и отрицательного напряжения в двоичный код и тем самым увеличить в два раза динамический диапазон преобразования по сравнению с прототипом.As a result, the proposed converter makes it possible to convert both positive and negative voltages into a binary code and thereby double the dynamic range of conversion compared to the prototype.

Преобразование двухполярного напряжения в двоичный код достигается за счет того, что в составе преобразователя имеется аналоговый инвертор, позволяющий сравнивать в компараторах положительное преобразуемое напряжение с положительными опорными напряжениями и при отрицательном преобразуемом напряжении после его инверсии в аналоговом инверторе - также с положительными опорными напряжениями. Преобразование как положительного, так и отрицательного напряжения в двоичный код увеличивает динамический диапазон преобразования в два раза.The conversion of the bipolar voltage into a binary code is achieved due to the fact that the converter contains an analog inverter, which makes it possible to compare the positive converted voltage in the comparators with positive reference voltages and with a negative converted voltage after its inversion in the analog inverter - also with positive reference voltages. Converting both positive and negative voltages to binary doubles the dynamic range of the conversion.

Сопоставление параметров, характеризующих заявляемое устройство и прототип, позволяют сделать вывод о том, что заявляемое устройство обеспечивает возможность преобразования в двоичный код двухполярного напряжения и увеличить в два раза динамический диапазон преобразования.Comparison of the parameters characterizing the inventive device and the prototype allows us to conclude that the inventive device provides the ability to convert a bipolar voltage into a binary code and double the dynamic range of conversion.

Приведенные сведения доказывают, что при осуществлении заявленной модели выполняются следующие условия:The given information proves that the following conditions are fulfilled in the implementation of the declared model:

- средство, воплощающее предлагаемое устройство при его осуществлении, предназначено для использования в вычислительной технике, а именно в цифровых устройствах обработки сигналов;- the means embodying the proposed device in its implementation is intended for use in computing, namely in digital signal processing devices;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных до даты подачи заявки средств;- for the claimed device in the form as it is described in the independent claim of the utility model, the possibility of its implementation has been confirmed with the help of the means described before the filing date of the application;

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, способно обеспечить получение указанного технического результата.- means embodying the claimed device in its implementation, is able to provide the specified technical result.

Следовательно, заявленное устройство соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed device meets the condition of "industrial applicability".

Источник информации:Sourse of information:

1. Зиатдинов С.И., Суетина Т.А., Поваренкин Н.В. Схемотехника телекоммуникационных устройств. Учебник. М: Академия, 2016.1. Ziatdinov S.I., Suetina T.A., Povarenkin N.V. Circuitry of telecommunication devices. Textbook. M: Academy, 2016.

2. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. М.: Радио и связь, 1988.2. Shilo V.L. Popular digital microcircuits. M .: Radio and communication, 1988.

Claims (1)

Параллельный преобразователь двухполярного напряжения в двоичный код, включающий источник эталонного напряжения, блок резистивных делителей напряжения, 2n-1 компараторов и шифратор, выход источника эталонного напряжения соединен с блоком резистивных делителей напряжения, инвертирующие входы 2n-1 компараторов соединены с соответствующими резистивными делителями напряжения блока резистивных делителей напряжения, отличающийся тем, что устройство дополнительно содержит аналоговый инвертор, первый аналоговый ключ, второй аналоговый ключ, аналоговый сумматор, логический инвертор и знаковый компаратор, вход которого соединен одновременно с входом аналогового инвертора и сигнальным входом второго аналогового ключа, выход которого соединен с первым входом аналогового сумматора, выход аналогового сумматора соединен с неинвертирующими входами 2n-1 компараторов, выходы которых соединены соответственно с входами d1,…,dm шифратора, выход аналогового инвертора соединен с сигнальным входом первого аналогового ключа, выход которого соединен со вторым входом аналогового сумматора, выход знакового компаратора соединен одновременно с управляющим входом первого аналогового ключа и входом логического инвертора, выход которого соединен с управляющим входом второго аналогового ключа, вход знакового компаратора является входом преобразуемого напряжения, а его выход является знаковым выходом dзн преобразователя, выходы Q0,…,Qn-1 шифратора являются выходами цифровых данных преобразователя.Parallel converter of bipolar voltage into binary code, including a reference voltage source, a block of resistive voltage dividers, 2 n -1 comparators and an encoder, the output of the reference voltage source is connected to a block of resistive voltage dividers, the inverting inputs of 2 n -1 comparators are connected to the corresponding resistive voltage dividers block of resistive voltage dividers, characterized in that the device additionally contains an analog inverter, a first analog switch, a second analog switch, an analog adder, a logical inverter and a sign comparator, the input of which is connected simultaneously with the input of the analog inverter and the signal input of the second analog switch, the output of which is connected with the first input of the analog adder, the output of the analog adder is connected to the non-inverting inputs of 2 n -1 comparators, the outputs of which are connected respectively to the inputs d 1 , ..., d m of the encoder, the output of the analog inverter is connected to the signal input ne the first analog switch, the output of which is connected to the second input of the analog adder, the output of the sign comparator is connected simultaneously to the control input of the first analog switch and the input of the logical inverter, the output of which is connected to the control input of the second analog switch, the input of the sign comparator is the input of the converted voltage, and its output is the sign output d zn of the converter, the outputs Q 0 , ..., Q n-1 of the encoder are the outputs of the digital data of the converter.
RU2021107381U 2021-03-19 2021-03-19 Parallel bipolar to binary converter RU204480U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107381U RU204480U1 (en) 2021-03-19 2021-03-19 Parallel bipolar to binary converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107381U RU204480U1 (en) 2021-03-19 2021-03-19 Parallel bipolar to binary converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU204480U1 true RU204480U1 (en) 2021-05-26

Family

ID=76034250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107381U RU204480U1 (en) 2021-03-19 2021-03-19 Parallel bipolar to binary converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU204480U1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1211881A1 (en) * 1983-12-27 1986-02-15 Предприятие П/Я В-2201 Parallel-sequential analog-to-digital converter
SU1332533A1 (en) * 1986-03-25 1987-08-23 Институт теплофизики СО АН СССР Parallel analog-to-digital converter
US20100039306A1 (en) * 2008-08-18 2010-02-18 Stmicroelectronics Sa Analog-to-digital converter
US20170111053A1 (en) * 2015-10-19 2017-04-20 Texas Instruments Incorporated Analog to Digital Converter
RU2692426C1 (en) * 2018-01-09 2019-06-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Series voltage-to-code converter with stepped saw-tooth voltage
RU196624U1 (en) * 2019-12-12 2020-03-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" SERIAL CONVERTER OF DOUBLE-POLAR VOLTAGE TO BINARY CODE OF NEXT TYPE
RU202845U1 (en) * 2020-11-26 2021-03-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Parallel bipolar to binary converter

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1211881A1 (en) * 1983-12-27 1986-02-15 Предприятие П/Я В-2201 Parallel-sequential analog-to-digital converter
SU1332533A1 (en) * 1986-03-25 1987-08-23 Институт теплофизики СО АН СССР Parallel analog-to-digital converter
US20100039306A1 (en) * 2008-08-18 2010-02-18 Stmicroelectronics Sa Analog-to-digital converter
US20170111053A1 (en) * 2015-10-19 2017-04-20 Texas Instruments Incorporated Analog to Digital Converter
RU2692426C1 (en) * 2018-01-09 2019-06-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Series voltage-to-code converter with stepped saw-tooth voltage
RU196624U1 (en) * 2019-12-12 2020-03-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" SERIAL CONVERTER OF DOUBLE-POLAR VOLTAGE TO BINARY CODE OF NEXT TYPE
RU202845U1 (en) * 2020-11-26 2021-03-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Parallel bipolar to binary converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110377267B (en) Signed number adder/subtracter based on probability calculation concentrated sequence
RU202845U1 (en) Parallel bipolar to binary converter
US5068662A (en) Neural network analog-to-digital converter
RU196624U1 (en) SERIAL CONVERTER OF DOUBLE-POLAR VOLTAGE TO BINARY CODE OF NEXT TYPE
RU204480U1 (en) Parallel bipolar to binary converter
RU199113U1 (en) BIPOLAR VOLTAGE TO BINARY SERIAL SERIAL CONVERTER
US3216001A (en) Analog-to-digital converter
US3371334A (en) Digital to phase analog converter
RU2692426C1 (en) Series voltage-to-code converter with stepped saw-tooth voltage
US3349230A (en) Trigonometric function generator
CN111666063B (en) Function increasing implementation device based on random calculation
US3846787A (en) Time division multiplexer employing digital gates and a digital-to-analog converter
CN110401454B (en) Two-section type concentrated sequence generator for probability calculation
RU209055U1 (en) Parallel Converter of Binary Code to Bipolar Voltage with Resistive Matrix on Weight Resistors
GB867191A (en) Improvements in apparatus for converting data in a first number system to one in a different number system, and more particularly for binary to decimal conversion, and vice versa
RU188795U1 (en) SERIAL BINARY VOLTAGE CONVERTER IN BINARY CODE WITH STEELED TIMBER VOLTAGE
SU1236608A1 (en) Stochastic analog-to-digital converter
RU218504U1 (en) Parallel binary-to-voltage converter of increased accuracy with a resistive matrix on weight resistors
US4290050A (en) Digital-analog converter utilizing fibonacci series
RU2660831C1 (en) Converter binary code - probabilistic display
SU1008901A1 (en) Analogue-digital converter
GB1113431A (en) Improvement relating to radar apparatus
SU1524174A1 (en) Device for conversion of measurement information
RU67361U1 (en) DEVICE CORRECTION DEVICE FOR ANALOG-DIGITAL CONVERSION
SU450153A1 (en) Code rate converter