RU26171U1

RU26171U1 - BIPOLAR CHAIN ANALOG-DIGITAL CONVERTER

Info

Publication number: RU26171U1
Application number: RU2002120438/20U
Authority: RU
Inventors: А.М. Агафонников; С.И. Котяшкин
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2002-11-10

Abstract

Биполярный цепочечный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), характеризующийся тем, что включает источник эталонного напряжения (ИЭН) положительного знака, N последовательно соединенных каскадов по числу разрядов выходного кода однополярного АЦП, каждый из которых содержит дифференциальный усилитель (ДУ) с коэффициентом усиления 2, компаратор (КОМ), два токовых ключа, причем прямой вход ДУ соединен с прямым входом КОМ, инвертирующий вход КОМ соединен с ИЭН, выход КОМ, являющийся одновременно цифровым разрядным выходом каскада АЦП, соединен с управляющим входом первого ключа и через инвертор - с управляющим входом второго ключа, вход первого ключа соединен с ИЭН, вход второго ключа соединен с общей шиной (землей), а точка соединения ключей подключена к инвертирующему входу ДУ, выход которого является выходом каскада, при этом в АЦП дополнительно введены второй ИЭН отрицательного знака, напряжение которого по величине в 2 раза превышает напряжение первого ИЭН, устройство выборки-хранения (УВХ) и входной каскад определения знака, содержащий ДУ с коэффициентом усиления 1, КОМ и два токовых ключа, причем прямой вход ДУ соединен с прямым входом КОМ, образуя вход устройства, инвертирующий вход КОМ соединен с общей шиной (землей), выход КОМ, являющийся одновременно выходом знака, соединен с управляющим входом первого ключа и через инвертор - с управляющим входом второго ключа, вход первого ключа соединен с общей шиной (землей), выход второго ключа соединен со вторым ИЭН, а точка соединения ключей подключена к инвертирующему входу ДУ, выход которого соединен со входом УВХ, а выход УВХ соединен со входом первого из N каскад�A bipolar analog-to-digital converter (ADC), characterized in that it includes a positive sign reference voltage source (IEN), N series-connected cascades in terms of the number of bits of the output code of a unipolar ADC, each of which contains a differential amplifier (ДУ) with a gain of 2, a comparator (COM), two current switches, and the direct input of the remote control is connected to the direct input of the COM, the inverting input of the COM is connected to the IEN, the output of the COM, which is also a digital bit output of the ADC stage, is connected It is connected to the control input of the first key and through the inverter to the control input of the second key, the input of the first key is connected to the IEN, the input of the second key is connected to a common bus (ground), and the connection point of the keys is connected to the inverting input of the remote control, the output of which is the output of the cascade, at the same time, the ADC additionally introduces a second negative-sign IEN, the voltage of which is 2 times greater than the voltage of the first IEN, a sampling-storage device (UVC) and an input sign-detection stage containing a remote control with a gain of 1, KOM and current key, moreover, the direct input of the remote control is connected to the direct input of the COM, forming the input of the device, the inverting input of the COM is connected to a common bus (ground), the output of the COM, which is also the output of the sign, is connected to the control input of the first key and through the inverter to the control input of the second key, the input of the first key is connected to a common bus (ground), the output of the second key is connected to the second IEN, and the connection point of the keys is connected to the inverting input of the remote control, the output of which is connected to the input of the I / O, and the output of the I / O is connected to the input of the first of N cascades

Description

Биполярный цепочечный аналого-цифровой п реобразовател ьBipolar chain analog-to-digital converter

Устройство относится к области цифровой техники, в частности - к устройствам преобразования аналогового напряжения в цифровой код.The device relates to the field of digital technology, in particular to devices for converting analog voltage to digital code.

В процессе цифровой обработки различного рода сигналов самой первой является задача преобразования аналогового сигнала, например напряжения, в цифровую форму.In the process of digital processing of various kinds of signals, the very first is the task of converting an analog signal, such as voltage, into digital form.

Известно большое количество различных схем (см., например, 1-8) аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Основными их характеристиками являются быстродействие (скорость преобразования) и разрядность преобразования (достижимое количество разрядов в выходном цифровом коде) при разумных экономических критериях.A large number of different circuits are known (see, for example, 1-8) analog-to-digital converters (ADCs). Their main characteristics are speed (conversion rate) and conversion capacity (achievable number of bits in the output digital code) under reasonable economic criteria.

Известны АЦП прямого преобразования 6-7, в которых входной аналоговый сигнал сравнивается в (2 - 1) компараторах с таким же количеством опорных напряжений, различающихся на целое число шагов, равных цене младшего разряда выходного кода. Они обладают самым высоким быстродействием. Их недостаток - сложность и высокая стоимость изготовления, быстро растущие с увеличением числа разрядов. Их разрядность не превышает 8 (3, стр.3, 9).ADCs of direct conversion 6-7 are known in which the input analog signal is compared in (2 - 1) comparators with the same number of reference voltages, which differ by an integer number of steps equal to the price of the least significant bit of the output code. They have the highest speed. Their disadvantage is the complexity and high cost of manufacture, rapidly growing with increasing number of discharges. Their capacity does not exceed 8 (3, p. 3, 9).

Известны интегрирующие АЦП (3, стр. 4, 9, 5), в которых входной сигнал интегрируется в течение фиксированного промежутка времени, а затем дезинтегрируется эталонным напряжением; результат получается как отношение интервала дезинтегрирования к интервалу интегрирования. Они могут обеспечить достаточно высокую разрядность интегрирования и хорошую экономическую эффективность, но их основной недостаток - низкое быстродействие.Integrating ADCs are known (3, p. 4, 9, 5), in which the input signal is integrated over a fixed period of time, and then disintegrated by the reference voltage; the result is obtained as the ratio of the disintegration interval to the integration interval. They can provide a sufficiently high integration capacity and good economic efficiency, but their main disadvantage is low speed.

МПК: H03M 1/00IPC: H03M 1/00

цией) отсчетов получаются требуемые цифровые выборки. Эти АЦП обеспечивают самую высокую разрядность преобразования (24 и более разрядов); их недостатки - низкое быстродействие, лишь немного превышающее быстродействие интегрирующих АЦП, и сложность архитектуры, влекущая за собой высокие требования к технологии производства и соответственно - высокую стоимость.cii) samples obtained the required digital samples. These ADCs provide the highest bit depth conversion (24 or more bits); their disadvantages are low speed, only slightly exceeding the speed of integrating ADCs, and the complexity of the architecture, which entails high requirements for production technology and, accordingly, high cost.

Известны АЦП последовательного приближения (3, стр. 3, 9, 2), содержащие регистр последовательных приближений (РПП), цифро-аналого-вый преобразователь (ЦАП), компаратор и схему управления, в которых формируемый последовательно в старших разрядах РПП код с помощью ЦАП преобразуется в аналоговую величину, которая в компараторе сравнивается с входным сигналом и по знаку выходного напряжения компаратора схема управления вырабатывает сигнал {лог. 1 или 0) для записи в следующий разряд РПП. Эти АЦП обеспечивают разрядность преобразования 10-12 разрядов и достаточно высокое быстродействие при хороших экономических показателях. Однако, дальнейшее повышение разрядности и быстродействия в АЦП этого типа связано с очень большими производственными сложностями, приводящими к резкому возрастанию их стоимости.Known ADCs of sequential approximation (3, p. 3, 9, 2), containing a register of successive approximations (RPP), a digital-to-analog converter (DAC), a comparator, and a control circuit in which the code is generated sequentially in the upper bits of the RPP using The DAC is converted to an analog value, which is compared with the input signal in the comparator, and the control circuit generates a signal {log. 1 or 0) to write to the next bit of the RPP. These ADCs provide 10-12 bit conversion bits and a fairly high speed with good economic indicators. However, a further increase in bit depth and speed in this type of ADCs is associated with very large production difficulties, leading to a sharp increase in their cost.

Известны конвейерные (pipeline) АЦП (3, стр. 5, 9), содержащие несколько последовательно соединенных каскадов, причем последний каскад нагружен на точный АЦП. Каждый каскад содержит 4-разрядный АЦП, кодовый выход которого подается на логическую схему коррекции и калибровки и на ЦАП, преобразующий этот код в аналоговый сигнал, который вычитается из входного аналогового сигнала, а остаток поступает на усилитель с фиксированным усилением, выход которого соединен со входом следующего каскада. Выход точного ЦАП также подается на схему коррекции и калибровки, в которой производится корректировка кодов из предыдущих каскадов по кодам из последующих и точного АЦП. Выход этой логической схемы через драйверы дает полную кодовую выборку. Согласно 3, этот АЦП имеет быстродействие, превышающее быстродействие АЦП последовательного приближения, и разрядность выходного кода от 12 до 16 разрядов. Недостатком этого АЦП является сложность архитектуры и вытекающие отсюда проблемы изготовления.Known conveyor (pipeline) ADCs (3, p. 5, 9), containing several series-connected cascades, and the last cascade is loaded on the exact ADC. Each stage contains a 4-bit ADC, the code output of which is supplied to the correction and calibration logic circuit and to the DAC, which converts this code into an analog signal, which is subtracted from the input analog signal, and the remainder goes to the amplifier with a fixed gain, the output of which is connected to the input next cascade. The output of the exact DAC is also fed to the correction and calibration circuit, in which the codes from the previous stages are adjusted according to the codes from the subsequent and accurate ADCs. The output of this logic through the drivers gives a complete code selection. According to 3, this ADC has a speed exceeding the speed of the sequential approximation ADC, and the output code is 12 to 16 bits wide. The disadvantage of this ADC is the complexity of the architecture and the resulting manufacturing problems.

Известный АЦП 1, принятый за прототип, относится к цепочечным АЦП, и содержит N последовательно соединенных каскадов по числу разрядов выходного кода и источник эталонного (опорного) напряжения Uo (ИЭН), знак которого совпадает со знаком входного напряжения. Каждый из N каскадов содержитThe well-known ADC 1, adopted as a prototype, refers to chain ADCs, and contains N series-connected stages in the number of bits of the output code and a source of reference (reference) voltage Uo (IEN), the sign of which coincides with the sign of the input voltage. Each of the N cascades contains

дифференциальный (Операционный) усилитель (ДУ) с коэффициентом усиления 2, компаратор (КОМ), два последовательно соединенных токовых ключа, вход ДУ первого каскада является входом АЦП, выход ДУ N-oro каскада является аналоговым выходом АЦП, служащим для наращивания цепочки аналогоцифрового преобразования, причем прямой вход ДУ соединен с прямым входом КОМ, инвертирующий вход КОМ соединен с ИЭН. Выход КОМ, являющийся одновременно цифровым выходом АЦП, соединен с управляющим входом первого ключа и через инвертор - с управляющим входом второго ключа. Вход первого ключа соединен с ИЭН, выход второго ключа соединен с общей шиной (землей), а точка соединения ключей подключена к инвертирующему входу ДУ. Этот АЦП имеет высокое быстродействие, но его главный недостаток - однополярность преобразуемого сигнала.differential (Operational) amplifier (DU) with a gain of 2, a comparator (COM), two series-connected current keys, the input of the remote control of the first stage is the ADC input, the output of the N-oro remote control of the cascade is the analog output of the ADC, which serves to build up the analog-to-digital conversion chain, moreover, the direct input of the remote control is connected to the direct input of the COM, the inverting input of the COM is connected to the IEN. The output of the COM, which is also the digital output of the ADC, is connected to the control input of the first key and through the inverter to the control input of the second key. The input of the first key is connected to the IEN, the output of the second key is connected to a common bus (ground), and the connection point of the keys is connected to the inverting input of the remote control. This ADC has high speed, but its main drawback is the unipolarity of the converted signal.

Сущность предлагаемого устройства заключается в создании адекватного современной технологии биполярного АЦП, обеспечивающего достижение потенциально возможного показателя критерия «сложность - стоимость - эффективность , т. е. обеспечивающего максимальную эффективность при возможно минимальной стоимости и сложности производства.The essence of the proposed device is to create an adequate modern technology of bipolar ADC, ensuring the achievement of a potential indicator of the criterion of “complexity - cost - efficiency, that is, providing maximum efficiency at the lowest possible cost and complexity of production.

Основной технический результат предлагаемого устройства - повышение универсальности аналого-цифрового преобразования биполярных сигналов при одновременном сохранении быстродействия и разрядности и упрощении его архитектуры за счет введения входного каскада определения знака.The main technical result of the proposed device is to increase the versatility of analog-to-digital conversion of bipolar signals while maintaining speed and bit depth and simplifying its architecture by introducing an input sign detection stage.

Технический результат достигается следующим образом. Биполярный цепочечный АЦП включает входной каскад, N последовательно соединенных каскадов по числу разрядов выходного кода и источники эталонного (опорного) напряжения (ИЭН) -Do (отрицательного знака) и + Uo/2 (положительного знака).The technical result is achieved as follows. The bipolar chain ADC includes an input stage, N series-connected stages in the number of bits of the output code, and sources of reference (reference) voltage (IEN) -Do (negative sign) and + Uo / 2 (positive sign).

Отличительной особенностью АЦП является то, что его входной каскад, являющийся определителем знака входного напряжения, содержит дифференциальный (операционный) усилитель (ДУ) с коэффициентом усиления 1, компаратор (КОМ) и два токовых ключа, причем прямые входы ДУ и КОМ соединены и являются входом АЦП, второй вход КОМ соединен с общим проводом (землей), выходы ключей соединены с инверсным входом ДУ, выход КОМ, через инвертор коррекции знака являющийся знаковым выходом устройства, соединен с управляющим входом первого ключа и через инвертор - с управляющим входом второго ключа, вход первого ключа соединен с общим проводом (землей), вход второго ключа соединен с отрицательным ИЭН величиной -Uo, а выход ДУA distinctive feature of the ADC is that its input stage, which is the determinant of the sign of the input voltage, contains a differential (operational) amplifier (DE) with a gain of 1, a comparator (COM) and two current switches, and the direct inputs of the remote control and COM are connected and are the input ADC, the second input of the COM is connected to a common wire (ground), the outputs of the keys are connected to the inverse input of the remote control, the output of the COM, through the sign inverter being the sign output of the device, is connected to the control input of the first key and through the inverter - with the control input of the second key, the input of the first key is connected to a common wire (ground), the input of the second key is connected to a negative IEN of -Uo value, and the remote control output

через устройство выборки-хранения (УВХ) - с цепочкой из N однотипных каскадов однополярного АЦП. Каждый из N каскадов АЦП содержит ДУ с коэффициентом усиления 2, КОМ и два токовых ключа, причем прямой вход ДУ соединен с прямым входом КОМ и является входом каскада, инвертирующий вход КОМ соединен с положительным ИЭН величиной +Uo/2, выход КОМ, являющийся одновременно цифровым (разрядным) выходом АЦП, соединен с управляющим входом первого ключа и через инвертор - с управляющим входом второго ключа, вход первого ключа соединен с положительным ИЭН величиной +Uo/2, вход второго ключа соединен с общей шиной (землей), а выходы ключей подключены к инвертирующему входу ДУ, выход которого является выходом каскада. Вход ДУ первого каскада является входом АЦП и соединен с выходом УВХ, а выход ДУ N-oro (последнего) каскада является аналоговым выходом АЦП, служащим для наращивания цепочки аналого-цифрового преобразованияthrough a sampling-storage device (UVX) - with a chain of N of the same type of cascades of a unipolar ADC. Each of the N stages of the ADC contains a remote control with a gain of 2, KOM and two current switches, the direct input of the remote control connected to the direct input of the KOM and is the input of the cascade, the inverting input of the KOM is connected to a positive IEN of + Uo / 2, the output of the KOM, which is simultaneously digital (bit) ADC output, connected to the control input of the first key and through an inverter to the control input of the second key, the input of the first key is connected to a positive IEN of + Uo / 2, the input of the second key is connected to a common bus (ground), and the outputs of the keys connected to inv rtiruyuschemu control input, whose output is the output of the cascade. The remote control input of the first cascade is an ADC input and is connected to the UVC output, and the N-oro remote control output of the (last) cascade is an analog ADC output, which serves to build up the analog-to-digital conversion chain

Общая блок-схема биполярного цепочечного АЦП приведена на чертеже.The general block diagram of a bipolar chain ADC is shown in the drawing.

Биполярный цепочечный АЦП включает входной каскад (определитель знака) и N последовательно соединенных каскадов однополярного АЦП; каждый из каскадов содержит ДУ 1, КОМ 2, ключи 3 и 4 и инверторы 5, а входной каскад - инвертор 6.A bipolar chain ADC includes an input stage (signifier) and N series-connected stages of a unipolar ADC; each of the cascades contains a remote control 1, KOM 2, keys 3 and 4 and inverters 5, and the input stage contains an inverter 6.

АЦП представляет собой цепочку (последовательное соединение) идентичных каскадов, поэтому достаточно ограничиться описанием входного и одного, например, первого, каскада АЦП.The ADC is a chain (serial connection) of identical cascades, so it’s enough to restrict the description of the input and one, for example, the first, ADC cascade.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При поступлении на вход устройства положительного сигнала на выходе КОМ 2 входного каскада появится лог.1, которая откроет ключ 3 и через инвертор 5 закроет ключ 4. Тем самым на инвертирующем входе ДУ 1 входного каскада будет напряжение общего нуля и входной положительный сигнал пройдет на его выход без изменений. В случае поступления отрицательного сигнала, лог. О на выходе КОМ 2 входного каскада закроет ключ 3 и через инвертор 5 откроет ключ 4; тем самым на инвертирующий вход ДУ 1 входного каскада будет подано отрицательное напряжение -Do- Соответ-ственно на его выходе снова появится положительное напряжение, равное превышению входного сигнала над величиной -Uo, т.е. отрицательное напряжение в обратном коде. Напряжение на выходе КОМ 2 определяет знак входного сигнала; чтобы оно было равно лог. 1 при отрицательном сигнале, введен инвертор 6.When a positive signal is received at the input of the device at the output of KOM 2 of the input stage, a log.1 appears, which opens the key 3 and closes the key 4 through the inverter 5. Thus, at the inverting input of the remote control 1 of the input stage there will be a common zero voltage and the positive input signal will pass to it exit unchanged. In case of a negative signal, log. О at the output of KOM 2 of the input stage will close the key 3 and through the inverter 5 will open the key 4; Thus, a negative voltage -Do- will be applied to the inverting input of the remote control 1 of the input stage. Accordingly, a positive voltage will appear at its output again, equal to the excess of the input signal over the value -Uo, i.e. negative voltage in the reverse code. The voltage at the output of KOM 2 determines the sign of the input signal; so that it is equal to the log. 1 with a negative signal, the inverter 6 is introduced.

+Uo/2, величина которого выбирается равной цене старшего разряда мантиссы. Если напряжение на входе превысит эту величину на выходе КОМ 2 появится ЛОГ.1, которая откроет ключ 3 и через инвертор 5 закроет ключ 4; таким образом, на инвертирующий вход ДУ 1 будет подано опорное напряжение +Uo/2. Если же напряжение на входе будет меньше DO, на выходе КОМ 2 появится лог. О, который закроет ключ 3 и через инвертор 5 откроет ключ 4: на инвертирующий вход ДУ 1 в этом случае будет подано напряжение, равное 0. Таким образом, на выходе КОМ 2 появится значение первого (старшего) разряда выходного кода, а ДУ 1 усилит в 2 раза разность напряжений на прямом и инверсном входе; в любом случае, эта разность по величине будет меньше цены разряда (в предельном случае - равна), а выходное напряжение ДУ 1 не будет превышать максимального значения налряжения на входе. Выходное напряжение первого ДУ 1 подается на входы ДУ и компаратора второго каскада; здесь в точности повторяется описанный процесс, в результате которого на выходе компаратора второго каскада появляется значение второго разряда выходного кода, а усиленный в 2 раза разностный сигнал поступает на следующий каскад и так далее по цепочке до последнего компаратора и последнего ДУ. Как видно из описания, отрицательное напряжение будет выдано в обратном коде.+ Uo / 2, the value of which is chosen equal to the price of the highest level of the mantissa. If the input voltage exceeds this value at the output of KOM 2, LOG.1 will appear, which will open the key 3 and through the inverter 5 will close the key 4; thus, the reference voltage + Uo / 2 will be applied to the inverting input of the remote control 1. If the input voltage is less than DO, a log will appear at the output of KOM 2. Oh, who will close the key 3 and through the inverter 5 will open the key 4: in this case, the voltage equal to 0 will be applied to the inverting input of the remote control 1. Thus, the value of the first (senior) bit of the output code will appear on the output of KOM 2, and the remote control 1 will amplify 2 times the voltage difference at the direct and inverse input; in any case, this difference in magnitude will be less than the discharge price (in the limiting case, equal), and the output voltage of the remote control 1 will not exceed the maximum input voltage. The output voltage of the first remote control 1 is supplied to the inputs of the remote control and the comparator of the second stage; Here, the described process is exactly repeated, as a result of which the value of the second bit of the output code appears at the output of the comparator of the second stage, and the 2-times-amplified difference signal goes to the next stage and so on along the chain to the last comparator and the last remote control. As can be seen from the description, a negative voltage will be issued in the reverse code.

В устройстве отсутствуют какие-либо внешние тактирующие или синхронизирующие импульсы, и быстродействие АЦП определяется исключительно скоростью распространения сигнала в аналоговых цепях. Применяя широкополосные (быстродействующие) ДУ и компараторы, время установления сигнала во всей цепи можно свести до весьма малых величин (порядка наносекунд); тем самым обеспечивается высокое быстродействие.The device does not have any external clocking or synchronizing pulses, and the performance of the ADC is determined solely by the speed of propagation of the signal in the analog circuits. Using broadband (high-speed) remote controls and comparators, the signal settling time in the entire circuit can be reduced to very small values (of the order of nanoseconds); thereby providing high performance.

При соблюдении требуемых правил точности изготовления деталей и узлов и в силу того, что АЦП построен из простых однородных структур, разрядность цепочечного АЦП можно наращивать теоретически до любой величины. Этим достигается повышение разрядности преобразования.Subject to the required rules for the accuracy of manufacturing parts and assemblies and due to the fact that the ADC is built from simple homogeneous structures, the capacity of the chain ADC can be increased theoretically to any value. This achieves an increase in bit depth conversion.

ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

I. Прототип и аналогI. Prototype and analogue

1.Свидетельство на полезную модель № 18330 МПК НОЗМ 1/00, опубл. 10.06.2001: БИПМ, 2001, №16, с. 418 (прототип).1. Certificate for utility model No. 18330 MPK NOZM 1/00, publ. 06/10/2001: BIPM, 2001, No. 16, p. 418 (prototype).

II. Дополнительные источники по уровню техники:II. Additional sources of prior art:

3.Pipeline ADCs come of age. Maxim Engineering Journal, 1999, vol. 333.Pipeline ADCs come of age. Maxim Engineering Journal, 1999, vol. 33

4.Заявка РФ № 98101746, МПК НОЗМ 3/00, 3/04, опубл. 20.11.99: БИ, 1999, № 32, с. 63.4. RF Application No. 98101746, IPC NOZM 3/00, 3/04, publ. 11/20/99: BI, 1999, No. 32, p. 63.

5.Пат. РФ № 2101859, МПК НОЗМ 1/48, опубл. 10.01.98: БИ, 1998, № 1, с. 428.5.Pat. RF № 2101859, IPC NOZM 1/48, publ. 01/10/98: BI, 1998, No. 1, p. 428.

6.Пат. РФ № 2110886, МПК НОЗМ 1/34, опубл. 10.05.98: БИ, 1998, № 13, с. 3986.Pat. RF № 2110886, IPC NOZM 1/34, publ. 05/10/98: BI, 1998, No. 13, p. 398

7.Пат. РФ № 2107388, МПК НОЗМ 1/10, опубл. 20.03.98: БИ, 1998, № 8, с. 504.7.Pat. RF № 2107388, IPC NOZM 1/10, publ. 03/20/98: BI, 1998, No. 8, p. 504.

8.Заявка РФ № 96101790, МПК НОЗМ 1/34, опубл. 20.03.98: БИ, 1998, № 8, с. 176-1778. RF Application No. 96101790, IPC NOZM 1/34, publ. 03/20/98: BI, 1998, No. 8, p. 176-177

Claims

A bipolar chain analog-to-digital converter (ADC), characterized in that it includes a positive sign reference voltage source (IEN), N series-connected stages in the number of bits of the output code of a unipolar ADC, each of which contains a differential amplifier (ДУ) with a gain of 2, a comparator (COM), two current switches, and the direct input of the remote control is connected to the direct input of the COM, the inverting input of the COM is connected to the IEN, the output of the COM, which is also a digital bit output of the ADC stage, is connected It is connected to the control input of the first key and through the inverter to the control input of the second key, the input of the first key is connected to the IEN, the input of the second key is connected to a common bus (ground), and the connection point of the keys is connected to the inverting input of the remote control, the output of which is the output of the cascade, at the same time, the ADC additionally introduces a second negative-sign IEN, the voltage of which is 2 times the magnitude of the voltage of the first IEN, a sampling-storage device (UVC) and an input sign-detection stage, which contains a remote control with a gain of 1, KOM and current key, moreover, the direct input of the remote control is connected to the direct input of the COM, forming the input of the device, the inverting input of the COM is connected to the common bus (ground), the output of the COM, which is also the output of the sign, is connected to the control input of the first key and through the inverter to the control input of the second key, the input of the first key is connected to a common bus (ground), the output of the second key is connected to the second IEN, and the connection point of the keys is connected to the inverting input of the remote control, the output of which is connected to the input of the I / O, and the output of the I / O is connected to the input of the first of N cascades in a unipolar ADC.