RU58823U1 - ANALOG-DIGITAL CONVERTER - Google Patents

ANALOG-DIGITAL CONVERTER Download PDF

Info

Publication number
RU58823U1
RU58823U1 RU2006125768/22U RU2006125768U RU58823U1 RU 58823 U1 RU58823 U1 RU 58823U1 RU 2006125768/22 U RU2006125768/22 U RU 2006125768/22U RU 2006125768 U RU2006125768 U RU 2006125768U RU 58823 U1 RU58823 U1 RU 58823U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
analog
inputs
voltage
Prior art date
Application number
RU2006125768/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Бондарь
Владимир Яковлевич Хорольский
Мария Сергеевна Бондарь
Original Assignee
Ставропольский военный институт связи ракетных войск
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 Ставропольский военный институт связи ракетных войск filed Critical Ставропольский военный институт связи ракетных войск
Priority to RU2006125768/22U priority Critical patent/RU58823U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU58823U1 publication Critical patent/RU58823U1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

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

Техническим результатом является повышение точности аналого-цифрового преобразования быстропротекающих процессов, а так же упрощение устройства или повышение быстродействия.The technical result is to increase the accuracy of analog-to-digital conversion of fast processes, as well as simplifying the device or increasing speed.

Устройство содержит делитель опорного напряжения (резисторная матрица R-2R), М (М<2N) компараторов напряжения, М блоков ключей, М аналоговых сумматоров, триггер, генератор тактовых импульсов, регистр, формирователь кодов, схему выборки-хранения, блок определения знака и инвертирования отрицательных напряжений. 5 ил., 1 табл., 2 П. Ф-лы.The device contains a reference voltage divider (resistor matrix R-2R), M (M <2 N ) voltage comparators, M key blocks, M analog adders, trigger, clock generator, register, code generator, sample-storage circuit, sign detection unit and inverting negative voltages. 5 ill., 1 tab., 2 P.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

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

Уровень техникиState of the art

Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) на N разрядов, содержащий делитель опорного напряжения, М(М<2N) компараторов напряжения, регистр, М мультиплексоров, триггер, генератор тактовых импульсов и формирователь кодов. (Патент РФ, №2187885 от 21.02.2001 г.)Known analog-to-digital Converter (ADC) for N bits, containing a reference voltage divider, M (M <2 N ) voltage comparators, a register, M multiplexers, a trigger, a clock generator and a code generator. (RF patent, No. 2187885 of 02.21.2001)

Недостатком устройства является его значительная сложность, так как для построения N-разрядного аналого-цифрового преобразователя требуются мультиплексоры с 2N входами.The disadvantage of this device is its significant complexity, since multiplexers with 2 N inputs are required to build an N-bit analog-to-digital converter.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип, является аналого-цифровой преобразователь на N разрядов, содержащий делитель опорного напряжения (резисторная матрица R-2R), М (М<2N) компараторов напряжения, М блоков ключей, М аналоговых сумматоров, триггер, генератор тактовых импульсов, регистр и формирователь кодов, при этом первый и второй входы делителя опорного напряжения являются входами устройства, предназначенными для подключения источников опорного напряжения, одноименные входы М блоков ключей объединены и подключены к соответствующим выходам делителя опорного напряжения, а их выходы соединены с входами соответствующих аналоговых сумматоров, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих компараторов напряжения, вторая группа информационных входов которых объединена и служит аналоговым входом устройства, управляющие входы блоков ключей соединены с соответствующими группами выходов регистра, The closest in technical essence and the achieved positive effect and adopted by the authors for the prototype is an analog-to-digital converter for N bits, containing a reference voltage divider (resistor matrix R-2R), M (M <2 N ) voltage comparators, M key blocks, M analog adders, a trigger, a clock, a register and a code generator, while the first and second inputs of the reference voltage divider are the inputs of the device designed to connect sources of reference voltage, The input inputs of the M blocks of keys are combined and connected to the corresponding outputs of the reference voltage divider, and their outputs are connected to the inputs of the corresponding analog adders, the outputs of which are connected to the information inputs of the corresponding voltage comparators, the second group of information inputs of which are combined and serves as the analog input of the device, the control inputs of the blocks keys are connected to the corresponding groups of outputs of the register,

выходы компараторов напряжения соединены с первыми входами формирователя кодов, первая группа выходов которого является цифровыми выходами устройства, подключенными к первой группе информационных входов регистра, остальные группы выходов формирователя кодов соединены с соответствующими группами информационных входов регистра, первый вход триггера является входом запуска устройства, выход триггера, являющийся выходом управления устройства, подключен ко второму управляющему входу регистра и управляющему входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с стробирующими входами компараторов напряжения и первым управляющим входом регистра, первая группа выходов которого соединена с вторыми входами формирователя кодов, последний выход которого подключен ко второму входу триггера. (Патент РФ, №2240649 от 10.12.2002 г.).the outputs of the voltage comparators are connected to the first inputs of the code generator, the first group of outputs of which are the digital outputs of the device connected to the first group of information inputs of the register, the remaining groups of the outputs of the code generator are connected to the corresponding groups of information inputs of the register, the first input of the trigger is the device start input, the trigger output , which is the control output of the device, is connected to the second control input of the register and the control input of the clock generator mpulsov, the output of which is connected to strobe inputs of voltage comparators and a first control input of the register, the first group of outputs is connected to a second input of the codes, the latter output is connected to the second input flip-flop. (RF patent, No. 2240649 of 12/10/2002).

Недостатком устройства является значительная сложность, а так же низкая точность аналого-цифрового преобразования быстропротекающих процессов.The disadvantage of this device is its significant complexity, as well as the low accuracy of analog-to-digital conversion of fast processes.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к повышению точности аналого-цифрового преобразования быстропротекающих процессов, а так же упрощению устройства или повышению быстродействия.The technical result that can be achieved using the proposed utility model is to increase the accuracy of analog-to-digital conversion of fast processes, as well as simplify the device or increase speed.

Технический результат достигается тем, что в известный аналого-цифровой преобразователь, содержащий делитель опорного напряжения (резисторная матрица R-2R), М (М<2N) компараторов напряжения, М блоков ключей, М аналоговых сумматоров, триггер, генератор тактовых импульсов, регистр и формирователь кодов, при этом вход делителя опорного напряжения является первым входом устройства и предназначен для подключения источника опорного напряжения, одноименные входы М блоков ключей объединены и подключены к соответствующим выходам The technical result is achieved by the fact that in a known analog-to-digital Converter containing a reference voltage divider (resistor matrix R-2R), M (M <2 N ) voltage comparators, M key blocks, M analog adders, trigger, clock, register and a code generator, wherein the input of the reference voltage divider is the first input of the device and is designed to connect a reference voltage source, the inputs of the same name M of the key blocks are combined and connected to the corresponding outputs

делителя опорного напряжения, а выходы блоков ключей соединены с входами соответствующих аналоговых сумматоров, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих компараторов напряжения, управляющие входы блоков ключей соединены с соответствующими группами выходов регистра, выходы компараторов напряжения соединены с первыми входами формирователя кодов, первая группа выходов которого является третьими выходами устройства (кода модуля уровня входного напряжения), подключеными к первой группе информационных входов регистра, остальные группы выходов формирователя кодов соединены с соответствующими группами информационных входов регистра, первый вход триггера является вторым входом устройства (входом управления (запуска)), выход триггера, являющийся первым выходом устройства (выходом управления), подключен ко второму управляющему входу регистра и управляющему входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с стробирующими входами компараторов напряжения и первым управляющим входом регистра, первая группа выходов которого соединена с вторыми входами формирователя кодов, последний выход которого подключен ко второму входу триггера, введены схема выборки-хранения напряжения, блок определения знака и инвертирования отрицательных напряжений, причем вход схемы выборки-хранения подключен к третьему (аналоговому) входу устройства, а вход управления - ко второму входу (управления) устройства, выход схемы выборки-хранения подключен ко входу блока определения знака и инвертирования отрицательных напряжений, первый выход которого служит вторым выходом (знакового разряда) устройства, а второй выход подключен к группе вторых информационных входов компараторов напряжения.the reference voltage divider, and the outputs of the key blocks are connected to the inputs of the corresponding analog adders, the outputs of which are connected to the information inputs of the corresponding voltage comparators, the control inputs of the key blocks are connected to the corresponding groups of register outputs, the outputs of the voltage comparators are connected to the first inputs of the code generator, the first group of outputs of which is the third device outputs (module code of the input voltage level) connected to the first group of information inputs register, the remaining groups of outputs of the code generator are connected to the corresponding groups of information inputs of the register, the first input of the trigger is the second input of the device (control input (start)), the output of the trigger, which is the first output of the device (control output), is connected to the second control input of the register and the control the input of the clock generator, the output of which is connected to the gate inputs of the voltage comparators and the first control input of the register, the first group of outputs of which is connected with the second inputs of the code generator, the last output of which is connected to the second input of the trigger, a voltage sampling-storage circuit, a sign-determining and negative-inversion unit are introduced, the input of the sampling-storage circuit is connected to the third (analog) input of the device, and the control input is connected to the second input (control) of the device, the output of the sampling-storage circuit is connected to the input of the unit for determining the sign and inverting negative voltages, the first output of which serves as the second output (sign discharge) stroystva, and a second output connected to the second group of information inputs of voltage comparators.

Блок определения знака и инвертирования отрицательных напряжений содержит два аналоговых ключа, инвертирующий усилитель постоянного тока, компаратор напряжения, инвертор; вход блока определения знака и инвертирования отрицательных напряжений соединен с входами второго The unit for determining the sign and inverting negative voltages contains two analog switches, an inverting DC amplifier, a voltage comparator, an inverter; the input of the unit for determining the sign and inverting negative voltages is connected to the inputs of the second

аналогового ключа, инвертирующего усилителя постоянного тока и неинвертирующим входом компаратора напряжения, выход последнего подключен к входу инвертора, входу управления второго аналогового ключа и второму выходу блока определения знака и инвертирования отрицательных напряжений; выход инвертирующего усилителя постоянного тока соединен со входом первого аналогового ключа, выход которого, вместе с выходом второго аналогового ключа образуют первый выход блока определения знака и инвертирования отрицательных напряжений.an analog key, an inverting DC amplifier and a non-inverting input of the voltage comparator, the output of the latter is connected to the inverter input, the control input of the second analog key and the second output of the negative sign sign and invert unit; the output of the inverting DC amplifier is connected to the input of the first analog switch, the output of which, together with the output of the second analog switch, form the first output of the negative sign sign and invert unit.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 приведена структурная схема устройства аналого-цифрового преобразователя.Figure 1 shows the structural diagram of the device analog-to-digital Converter.

На фиг.2 приведена структурная схема блока определения знака и инвертирования отрицательных напряжений.Figure 2 shows the structural diagram of the unit for determining the sign and inverting negative voltages.

На фиг.3 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Figure 3 shows the timing diagrams explaining the operation of the device.

На фиг.4 и 5 приведены алгоритмы подбора кода, поясняющие работу устройства при М=2 и М=4 соотвественно.Figures 4 and 5 show code selection algorithms explaining the operation of the device at M = 2 and M = 4, respectively.

В таблице 1 приведены рабочие коды.Table 1 shows the operation codes.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Аналого-цифровой преобразователь содержит делитель опорного напряжения (ДОН) 1, соединенный с первым входом устройства, предназначенным для подключения источника опорного напряжения, соответствующие выходы ДОН 1 подключены к одноименным входам М блоков ключей (БК) 2, выходы которых соединены с входами соответствующих аналоговых сумматоров (АС) 3, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих компараторов напряжения (КН) 4, управляющие входы БК 2 соединены с соответствующими группами выходов регистра 5, выходы КН 4 соединены с The analog-to-digital converter contains a reference voltage divider (DON) 1 connected to the first input of the device for connecting a reference voltage source, the corresponding outputs of DON 1 are connected to the inputs of the same M key blocks (BK) 2, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding analog adders (AC) 3, the outputs of which are connected to the information inputs of the respective voltage comparators (KH) 4, the control inputs of the BC 2 are connected to the corresponding groups of outputs of the register 5, the outputs of the KH 4 are connected Nena with

первыми входами формирователя кодов (ФК) 6, первая группа выходов которого является третьими выходами устройства (кода модуля уровня входного напряжения), подключеными к первой группе информационных входов регистра 5, остальные группы выходов ФК 6 соединены с соответствующими группами информационных входов регистра 5; второй вход устройства (вход управления (запуска) соединен с первым входом триггера 7, выход которого является первым выходом устройства (выходом управления) и подключен ко второму управляющему входу регистра 5 и управляющему входу генератора тактовых импульсов (ГТИ) 8, выход которого соединен с стробирующими входами КН 4 и первым управляющим входом регистра 5, первая группа выходов которого соединена с вторыми входами ФК 6, последний выход которого подключен ко второму входу триггера 7; третий (аналоговый) вход устройства соединен с первым входом схемы выборки-хранения (СВХ) 9, ко второму входу (управления) которой подключен второй вход (управления) устройства, выход СВХ 9 подключен ко входу блока определения знака и инвертирования отрицательных напряжений (БОЗ И ИОН) 10, первый выход которого служит вторым выходом (знакового разряда) устройства, а второй выход подключен к группе вторых информационных входов КН 4.the first inputs of the code generator (FC) 6, the first group of outputs of which are the third outputs of the device (module code of the input voltage level) connected to the first group of information inputs of the register 5, the remaining groups of outputs of the FC 6 are connected to the corresponding groups of information inputs of the register 5; the second input of the device (control input (start) is connected to the first input of the trigger 7, the output of which is the first output of the device (control output) and is connected to the second control input of the register 5 and the control input of the clock generator (GTI) 8, the output of which is connected to the gate inputs of KH 4 and the first control input of register 5, the first group of outputs of which is connected to the second inputs of FC 6, the last output of which is connected to the second input of trigger 7; the third (analog) input of the device is connected to the first one of the sampling-storage (TSW) circuits 9, to the second input (control) of which the second input (control) of the device is connected, the TSX 9 output is connected to the input of the sign and negative voltage inversion unit (BOS AND ION) 10, the first output of which serves as the second the output (sign discharge) of the device, and the second output is connected to the group of second information inputs of KH 4.

Вход БОЗ И ИОН 10 соединен с входами второго аналогового ключа (АК) 11, инвертирующего усилителя постоянного тока (ИУПТ) 12 и неинвертирующим входом компаратора напряжения (КН) 13, выход последнего подключен к входу инвертора (Инв.) 14, входу управления второго АК 11 и второму выходу БОЗ И ИОН 10; выход ИУПТ 12 соединен со входом первого аналогового ключа (АК) 15, выход которого, вместе с выходом второго АК 11 образуют первый выход БОЗ И ИОН 10.The input BOS AND ION 10 is connected to the inputs of the second analog switch (AK) 11, the inverting DC amplifier (IUPT) 12 and the non-inverting input of the voltage comparator (KN) 13, the output of the latter is connected to the input of the inverter (Inv.) 14, the control input of the second AK 11 and the second exit BOS AND ION 10; the output of IUPT 12 is connected to the input of the first analog key (AK) 15, the output of which, together with the output of the second AK 11 form the first output of the BOS AND ION 10.

Делитель опорного напряжения 1 на основе резисторной матрицы R-2R предназначен для получения опорных напряжений, пропорциональных степени двойки. Так, например, если напряжение питания резисторной матрицы R-2R, входящей в ДОН 1, UП=10 В и разрядность The reference voltage divider 1 based on the resistor matrix R-2R is designed to obtain reference voltages proportional to the degree of two. So, for example, if the supply voltage of the resistor matrix R-2R included in the DON 1, U P = 10 V and the capacity

аналого-цифрового преобразователя N=4, то с помощью резисторной матрицы R-2R должны быть сформированы 4 опорных напряжения U3=5,0 В, U2=2,5 В, U1=1,25B,U0=0,625B.of the analog-to-digital converter N = 4, then using the resistor matrix R-2R, 4 reference voltages U 3 = 5.0 V, U 2 = 2.5 V, U 1 = 1.25B, U 0 = 0.625B must be formed .

Блок ключей 2 содержит N коммутирующих элементов, которые замыкаются или размыкаются при подаче на соответствующий управляющий вход сигнала логической единицы или нуля, и предназначен для подачи на входы АС 3 одного и или нескольких опорных напряжений с ДОН 1 на основе резисторной матрицы R-2R.The key block 2 contains N switching elements, which are closed or opened when a logical unit or zero signal is applied to the corresponding control input, and is designed to supply one or more reference voltages with DON 1 to the AC 3 inputs based on the R-2R resistor matrix.

Аналоговый сумматор 3 предназначен для формирования напряжения U∑i, где i - номер АС 3, равного сумме подключенных к нему опорных напряжений. Например, если к входам первого АС 3 (верхнего по схеме) будут подключены с помощью БК 2 опорные напряжения U3 и U2, то на выходе первого сумматора будет напряжение U∑1=5,0+2,5=7,5 В.The analog adder 3 is designed to generate voltage U ∑i , where i is the number of AC 3, equal to the sum of the reference voltages connected to it. For example, if the reference voltages U 3 and U 2 are connected to the inputs of the first AC 3 (the top one according to the circuit), then the output of the first adder will have voltage U ∑1 = 5.0 + 2.5 = 7.5 V .

Компаратор напряжения 4 предназначен для сравнения напряжения, поступающего с выхода соответствующего АС 3, с преобразуемым напряжением.The voltage comparator 4 is designed to compare the voltage supplied from the output of the corresponding AC 3 with the converted voltage.

Регистр 5 предназначен для запоминания текущих кодов, поступающих с выхода ФК 6, в процессе подбора выходного кода.Register 5 is intended for storing current codes coming from the output of FC 6, in the process of selecting the output code.

Генератор тактовых импульсов 8 предназначен для синхронизации работы устройства. По переднему фронту импульсов, поступающих с ГТИ 8, происходит фиксация состояния КН 4, по заднему фронту происходит запись в регистр 5 кодов с выходов ФК 6.The clock generator 8 is designed to synchronize the operation of the device. On the leading edge of the pulses arriving from the GTI 8, the state of KH 4 is fixed; on the falling edge, codes are written to the register 5 from the outputs of FC 6.

Триггер 7 предназначен для фиксации начала процесса преобразования и его окончания. При подаче на его первый вход (вход управления устройства) сигнала "Пуск", триггер 7 устанавливается в единичное состояние и начинается процесс преобразования. При появлении сигнала логической единицы на последнем выходе ФК 6, триггер 7 устанавливается в нулевое состояние и процесс преобразования заканчивается.Trigger 7 is designed to fix the beginning of the conversion process and its end. When applying the “Start” signal to its first input (device control input), trigger 7 is set to a single state and the conversion process begins. When a logical unit signal appears at the last output of FC 6, trigger 7 is set to zero and the conversion process ends.

Формирователь кодов 6 предназначен для реализации процесса подбора кода в процессе преобразования. Рассмотрим процесс подбора кода на одном Code generator 6 is designed to implement the process of selecting code in the conversion process. Consider the process of selecting code on one

частном примере. Пусть разрядность АЦП равна четырем, и АЦП содержит два БК 2 и два АС 3 и соответственно два КН 4 (М=2). Каждый БК 2 содержит соответственно 4 коммутирующих элемента. Процесс подбора кода можно изобразить в виде графа, изображенного на фиг.4. В соответствии с фиг.4 первоначально на управляющих входах первого БК 2 (верхнего по схеме) устанавливается код числа 9 или в двоичном виде 1001 (младший разряд соответствует опорному напряжению U0). Это означает, что к входам первого АС 3 будут подключены опорные напряжения U3 и U0, и напряжение на выходе первого АС 3 будет равным U∑1=5,0+0,625=5,625 В. На управляющие входы второго БК 2 (нижнего по схеме) подается код числа 6 (верхняя корневая вершина), или в двоичном виде 0110. К входам второго АС 3 будут подключены опорные напряжения U2 и U1, и напряжение на выходе второго АС 3 будет равным U∑2=2,5+1,25=3,75 В. На выходах КН 4 при этом в зависимости от входного напряжения возможны три комбинации:private example. Let the ADC capacity be equal to four, and the ADC contains two BC 2 and two AC 3 and, accordingly, two KH 4 (M = 2). Each BC 2 contains respectively 4 switching elements. The process of selecting the code can be depicted in the form of a graph depicted in figure 4. In accordance with figure 4, initially at the control inputs of the first BC 2 (the upper one according to the scheme), the code of the number 9 or binary code 1001 is set (the least significant bit corresponds to the reference voltage U 0 ). This means that the reference voltages U 3 and U 0 will be connected to the inputs of the first AC 3, and the voltage at the output of the first AC 3 will be equal to U ∑1 = 5.0 + 0.625 = 5.625 V. To the control inputs of the second BC 2 (lower circuit) the code of the number 6 (upper root vertex) is supplied, or in binary form 0110. The reference voltages U 2 and U 1 will be connected to the inputs of the second AC 3, and the voltage at the output of the second AC 3 will be U ∑2 = 2.5 + 1.25 = 3.75 V. At the outputs of KN 4, three combinations are possible depending on the input voltage:

00 - когда входное напряжение UВХ меньше напряжения, поступающего как с первого, так и второго аналоговых сумматоров 3(UВХ<U∑1 и UВХ<U∑2);00 - when the input voltage U BX is less than the voltage supplied from both the first and second analog adders 3 (U BX <U ∑ 1 and U BX <U ∑ 2 );

10 - когда входное напряжение больше напряжения, поступающего со второго аналогового сумматора 3, но меньше напряжения, поступающего с первого аналогового сумматора 3(UВХ<U∑1 и UВХ>U∑2);10 - when the input voltage is greater than the voltage coming from the second analog adder 3, but less than the voltage coming from the first analog adder 3 (U IN <U ∑ 1 and U IN > U ∑ 2 );

11 - когда входное напряжение больше напряжения, поступающего как с первого, так и второго аналоговых сумматоров 3 (UВХ>U∑1 и UВХ>U∑2).11 - when the input voltage is greater than the voltage coming from both the first and second analog adders 3 (U IN > U ∑ 1 and U IN > U ∑ 2 ).

Далее в зависимости от значения кодов на выходе КН 4 происходит переход по соответствующей дуге графа. Например, при коде 00 происходит переход к вершине 2-5, и соответственно на управляющих входах БК 2 должны быть установлены коды 2 (нижний блок ключей 2) и 5 (верхний блок ключей 2). Процесс подбора кода прекращается по достижении висячей вершины. В качестве выходного кода, соответствующего входному напряжению UВХ, берется код, указанный на фиг.4.в прямоугольниках.Further, depending on the value of the codes at the output of KH 4, a transition occurs along the corresponding arc of the graph. For example, with code 00, a transition to the top 2-5 occurs, and, accordingly, codes 2 (lower key block 2) and 5 (upper key block 2) must be set on the control inputs of BC 2. The code selection process ends when the dangling peak is reached. As the output code corresponding to the input voltage U BX , the code indicated in Fig. 4 in the rectangles is taken.

В таблице 1 показано, каким образом формирователь кодов 6 должен преобразовывать коды, поступающие на его входы.Table 1 shows how the code generator 6 should convert the codes received at its inputs.

Таблица 1Table 1 № п/пNo. p / p Код на входе ФК 6Input Code FC 6 Код на выходе ФК 6Code at the exit of FC 6 1-е выходы1st outputs 2-е выходы2nd outputs Выход 2-го КН42nd KH4 output Выход 1-го КН4The output of the 1st KN4 Первые выходы регистра 5The first outputs of the register 5 Первые выходыFirst exits Вторые выходыSecond exits Последний выходLast exit 1one 00 00 00 99 66 00 22 1one 00 00 99 66 00 33 1one 1one 00 99 66 00 4four 00 00 99 55 22 00 55 1one 00 99 88 77 00 66 1one 1one 99 1313 1010 00 77 00 00 55 1one 00 00 88 1one 00 55 4four 33 00 99 1one 1one 55 55 55 1one 1010 00 00 4four 22 22 1one 11eleven 1one 00 4four 33 33 1one 1212 1one 1one 4four 4four 4four 1one 1313 00 00 1one 00 00 1one 14fourteen 1one 00 1one 00 00 1one 15fifteen 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1616 00 00 88 66 66 1one 1717 1one 00 88 77 77 1one 18eighteen 1one 1one 88 88 88 1one 1919 00 00 1313 99 99 1one 20twenty 1one 00 1313 1212 11eleven 00 2121 1one 1one 1313 15fifteen 14fourteen 00 2222 00 00 1212 1010 1010 1one 2323 1one 00 1212 11eleven 11eleven 1one 2424 1one 1one 1212 1212 1212 1one

2525 00 00 15fifteen 1313 1313 1one 2626 1one 00 15fifteen 14fourteen 14fourteen 1one 2727 1one 1one 15fifteen 15fifteen 15fifteen 1one

Для примера рассмотрим 4, 5, 6 строки табл.1. В 4-м столбце табл.1 везде стоит цифра 9. Это означает, что на первых выходах регистра 5, которые подключены ко вторым входам формирователя кодов 6 установлен код, соответствующий цифре 9. При этом, если на выходе 1-го и 2-го компараторов напряжения 4 будут нули (4-я строка таблицы), то на первых выходах формирователя кодов 8 установится код, соответствующий числу 5 (4-я строка, 5-й столбец таблицы), а на вторых выходах установится код, соответствующий числу 2 (4-я строка, 6-й столбец таблицы). То есть организуется переход от вершины 6-9 к вершине 2-5 по дуге 00 (фиг.4). В последнем столбце 4-й строки (соответствующей значению сигнала на последнем выходе ФК 6) в данном случае стоит ноль, что указывает, что висячая вершина не достигнута и процесс преобразования должен быть продолжен.As an example, consider the 4, 5, 6 rows of Table 1. In the 4th column of Table 1, the number 9 is everywhere. This means that the first outputs of the register 5, which are connected to the second inputs of the code generator 6, have a code corresponding to the number 9. Moreover, if the output of the 1st and 2nd of voltage comparators 4 will be zeros (4th row of the table), then at the first outputs of the code generator 8 a code corresponding to the number 5 will be installed (4th row, 5th column of the table), and at the second outputs a code corresponding to the number 2 (4th row, 6th column of the table). That is, a transition is organized from peak 6-9 to peak 2-5 along arc 00 (Fig. 4). In the last column of the 4th row (corresponding to the signal value at the last output of FC 6) in this case is zero, which indicates that the hanging vertex has not been reached and the conversion process should continue.

Схема выборки-хранения 9 предназначена для выборки и хранения мгновенных значений уровня напряжения входного аналогового сигнала. При этом уровень напряжения на выходе схемы остается неизменным в течении всего цикла аналого-цифрового преобразования выбранного отсчета.The sample-storage circuit 9 is intended for sampling and storage of instantaneous values of the voltage level of the input analog signal. In this case, the voltage level at the output of the circuit remains unchanged throughout the entire cycle of analog-to-digital conversion of the selected reference.

Блок определения знака и инвертирования отрицательных напряжений 10 призван определить знак (полярность) уровня напряжения входного сигнала и ретранслировать сигнал далее с единичным коэффициентом передачи, а в случае отрицательной полярности подвергнуть транслируемый сигнал инверсии.The unit for determining the sign and inverting negative voltages 10 is designed to determine the sign (polarity) of the voltage level of the input signal and relay the signal further with a single transmission coefficient, and in the case of negative polarity, expose the translated inversion signal.

БОЗ И ИОН 10 работает следующим образом.BOS AND ION 10 works as follows.

КН 13, в зависимости от полярности входного сигнала, формирует положительный или отрицательный порог, играющий роль знакового разряда (логической единицы или нуля, поступающих на первый выход БОЗ И ИОН 10, и поступающих в последствии на второй выход (выход знакового разряда) устройства, а так же управляющего воздействия, поступающего на АК 15 через Инв. 14 и АК 11 непосредственно, то есть состояния АК 15 и АК 11 взаимообратны.KN 13, depending on the polarity of the input signal, forms a positive or negative threshold, which plays the role of a sign discharge (a logical unit or zero, arriving at the first output of the BOS AND ION 10, and subsequently arriving at the second output (sign discharge) of the device, and as well as the control action coming to AK 15 through Inv. 14 and AK 11 directly, that is, the states of AK 15 and AK 11 are reciprocal.

В случае поступления на вход БОЗ И ИОН 10 сигнала положительной полярности:In the case of the input of BOS AND ION 10 of a signal of positive polarity:

- КН 13 формирует положительный потенциал;- KN 13 forms a positive potential;

- на первый выход БОЗ И ИОН 10 поступает сигнал с уровнем логической единицы;- the first output BOS AND ION 10 receives a signal with the level of a logical unit;

- АК 11 переводится в открытое состояние, АК 15 - закрытое;- AK 11 is transferred to the open state, AK 15 is closed;

- входной сигнал транслируется на второй выход БОЗ И ИОН 10.- the input signal is transmitted to the second output of the BOS AND ION 10.

В случае поступления на вход БОЗ И ИОН 10 сигнала отрицательной полярности:In the case of the input of the BOS AND ION 10 signal of negative polarity:

- КН 13 формирует отрицательный потенциал;- KN 13 forms a negative potential;

- на первый выход БОЗ И ИОН 10 поступает сигнал с уровнем логического нуля;- the first output BOS AND ION 10 receives a signal with a logic level of zero;

- АК 11 переводится в закрытое состояние, АК 15 - открытое;- AK 11 is put into a closed state, AK 15 is open;

- входной сигнал, инвертированный ИУПТ 12 транслируется на второй выход БОЗ И ИОН 10.- the input signal inverted IUPT 12 is transmitted to the second output of the BOS AND ION 10.

Таким образом, БОЗ И ИОН 10 фактически формирует знак и модуль транслируемого сигнала.Thus, BOS AND ION 10 actually forms the sign and module of the broadcast signal.

АЦП работает следующим образом. (Рассмотрим алгоритм работы устройства при выполнении процедуры подбора кода в соответствии с фиг.4 для следующего конкретного случая. Разрядность АЦП - N=4. Устройство содержит два БК 2, два АС 3 и два КН 4 (М=2). Напряжение питания, подключенное к ДОН 1 на основе резисторной матрицы R-2R, равно UП=10 B. С помощью ДОН 1 будут сформированы четыре дополнительных опорных напряжения: U3=5,0 В, U2=2,5 В, U1=1,25 В, U0=0,625 В. Пусть на вход АЦП подан сигнал, описывающий быстропротекающий процес, уровень напряжения зафиксированный СВХ UВХ=3,2 В.)ADC works as follows. (Consider the algorithm of the device when performing the code selection procedure in accordance with figure 4 for the following specific case. The ADC is N = 4. The device contains two BC 2, two AC 3, and two KN 4 (M = 2). Supply voltage, connected to DON 1 on the basis of the resistor matrix R-2R, is equal to U П = 10 B. Using DON 1 four additional reference voltages will be formed: U 3 = 5.0 V, U 2 = 2.5 V, U 1 = 1 , 25 V, U 0 = 0.625 V. Let the signal describing the fast-flowing process be applied to the ADC input, the voltage level recorded by the TSW U BX = 3.2 V.)

На аналоговый вход устройства поступает измеряемый сигнал (UВХ), фиг.3а. На вход управления устройства поступает импульс запуска («Пуск») длительностью t0÷t1 (фиг.3б).On the analog input of the device receives the measured signal (U BX ), figa. At the control input of the device receives a start pulse ("Start") of duration t 0 ÷ t 1 (figb).

Поступление импульса «Пуск» обепечивает:The arrival of the “Start” impulse provides:

- запоминание уровня входного сигнала UВХ CBX 9;- storing the input signal level U BX CBX 9;

- перевод триггера 7 в единичное состояние (фиг.3в).- translation of the trigger 7 in a single state (pigv).

Одновременно с этим, БОЗ И ИОН 10 приступает к анализу уровня, запоминаемого CBX 9. К моменту времени t1 (фиг.3.б), CBX 9 завершает процесс запоминания. В общем случае, интервал t0÷t1 (фиг.3.б) исчисляется единицами нс. (В АЦП AD9059 апертурное время составляет 2,7 нс. (http://www.gaw.ru/pdf/AD/adc/ ad9059.pdf), время выборки встроенной схемы выборки-хранения составляет 1 нc. (www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/00_01/stat_34. htm)).At the same time, BOS AND ION 10 begins to analyze the level memorized by CBX 9. By time t 1 (Fig.3.b), CBX 9 completes the memorization process. In the General case, the interval t 0 ÷ t 1 (Fig.3.b) is calculated in units of ns. (In the AD9059 ADC, the aperture time is 2.7 ns. (Http://www.gaw.ru/pdf/AD/adc/ ad9059.pdf), the sampling time of the built-in sampling-storage circuit is 1 ns. (Www.compitech. com / html.cgi / arhiv / 00_01 / stat_34. htm)).

К моменту времени t2 (фиг.3.г) напряжение на первом (сигнал знака полярности отсчета входного сигнала) и втором (напряжение модуля уровня входного сигнала) выходах БОЗ И ИОН 10 стабилизируется. В общем случае, интервал t1÷t2 (фиг.3.г) исчисляется долями нc. Он определяется прежде всего задержкой, создаваемой ИУПТ 12 (причем, именно временем дополнительного нарастания переходной характеристики ИУПТ 12 с момента t1 до момента t2), (например, сверхскоростной усилитель AD8009 характеризуется скоростью нарастания выходного сигнала 5500 В/мкс, THS3001 - 6500 В/мкс.(Г. Волович. Широкополосные интегральные усилители. htttp://www.PLATAN.ru/shem/pdf/str27-1sx.pdf)), так как быстродействие современных компараторов сравнимо с быстродействием CBX, и к моменту времени t2, АК 15 и 11 уже находятся в заданном состоянии. Иначе говоря, задержка, вносимая БОЗ И ИОН 10, пренебрежимо мала.By the time t 2 (Fig.3d), the voltage at the first (signal sign of the polarity of the input signal) and second (voltage module of the input signal level) outputs BOS AND ION 10 is stabilized. In the General case, the interval t 1 ÷ t 2 (Fig.3.g) is calculated in fractions of ns. It is determined primarily by the delay created by IUPT 12 (moreover, by the time of an additional increase in the transient response of IUPT 12 from time t 1 to time t 2 ), (for example, the AD8009 superfast amplifier is characterized by a slew rate of the output signal of 5500 V / μs, THS3001 - 6500 V / μs. (G. Volovich. Broadband integrated amplifiers. Http: //www.PLATAN.ru/shem/pdf/str27-1sx.pdf)), since the speed of modern comparators is comparable to the speed of CBX, and by the time t 2 , AK 15 and 11 are already in a predetermined state. In other words, the delay introduced by BOS AND ION 10 is negligible.

При переходе триггера 7 в единичное состояние, момент t0 (фиг.3.в) на его выходе появляется уровень, соответствующий логической единице. При поступлении переднего фронта перепада напряжения с выхода триггера 7 на первый управляющий вход (вход обнуления) регистра 5, он установится в нулевое состояние. При этом, учитывая типовую структуру регистра 5 и стандартизованное быстродействие, задержка установления в нулевое состояние регистра 5 будет не менее интервала t1÷t0 (фиг.3.д). На первой группе выходов регистра 5 установится код нуля, который поступит на вторые входы ФК 6. Согласно таблице (строки 1-3), независимо от кода на выходе компараторов напряжения 4, на первой группе выходов ФК 6 появится код числа 9 (строки 1-3, столбец 5 табл.1), а на второй группе выходов - код числа 6 (строки 1-3, столбец 6 таблицы).When the trigger 7 is in a single state, the moment t 0 (Fig.3.v) at its output appears a level corresponding to a logical unit. Upon receipt of the leading edge of the voltage drop from the trigger output 7 to the first control input (zeroing input) of register 5, it will be set to zero. Moreover, taking into account the typical structure of the register 5 and standardized performance, the delay in setting the register 5 to the zero state will be no less than the interval t 1 ÷ t 0 (Fig.3.d). On the first group of outputs of register 5, a zero code will be set, which will go to the second inputs of FC 6. According to the table (lines 1-3), regardless of the code at the output of voltage comparators 4, the code of number 9 will appear on the first group of outputs of FC 6 (lines 1- 3, column 5 of Table 1), and on the second group of outputs - the code of the number 6 (rows 1-3, column 6 of the table).

При этом, учитывая типовую структуру ФК 8 и его стандартизованное быстродействие, задержка установления кода числа 9(6) будет гарантированно больше интервала t2÷t1 (фиг.3.д).Moreover, given the typical structure of FC 8 and its standardized performance, the delay in setting the code of number 9 (6) will be guaranteed to be greater than the interval t 2 ÷ t 1 (Fig. 3.d).

После перехода триггера 7 в единичное состояние, уровень логической единицы с его выхода поступает также на управляющий вход ГТИ 8, и с его выхода начинают поступать импульсы на второй управляющий вход (вход записи) регистра 5. В регистр 5 по заднему фронту первого импульса с генератора импульсов 8 по первой группе входов будет записан код числа 9, а по второй группе входов - код числа 6. Это соответствует корневой вершине 6-9 графа на фиг.4.After the trigger 7 is in a single state, the level of the logical unit from its output also goes to the control input of the GTI 8, and from its output pulses begin to arrive at the second control input (write input) of register 5. In register 5, on the trailing edge of the first pulse from the generator pulses 8 on the first group of inputs will be written the code of the number 9, and on the second group of inputs - the code of the number 6. This corresponds to the root vertex 6-9 of the graph in figure 4.

Код числа 9 с первых выходов регистра 5 поступит на управляющие входы первого БК 2 (верхнего по схеме) и к входам первого АС 3 будут подключены опорные напряжения U3 и U0, и напряжение на выходе первого аналогового сумматора будет равным U∑1=5,0+0,625=5,625 В.The code of number 9 from the first outputs of register 5 will go to the control inputs of the first BC 2 (the top one according to the scheme) and the reference voltages U 3 and U 0 will be connected to the inputs of the first AC 3, and the voltage at the output of the first analog adder will be U ∑1 = 5 0 + 0.625 = 5.625 V.

Со вторых выходов регистра 5 на управляющие входы второго БК 2 (нижнего по схеме) поступит код числа 6 и к входам второго АС 3 будут подключены опорные напряжения U2 и U1, и напряжение на выходе второго аналогового сумматора 3 будет равным U∑2=2,5+1,25=3,75 В.From the second outputs of register 5, the control inputs of the second BC 2 (the lower one according to the circuit) will receive a code of number 6 and the reference voltages U 2 and U 1 will be connected to the inputs of the second AC 3, and the voltage at the output of the second analog adder 3 will be U ∑2 = 2.5 + 1.25 = 3.75 V.

С помощью КН 4 производится сравнение напряжений, поступающих с выходов соответствующих АС 3 с входным напряжением UВХ=3,2 В, поступающего с выхода БОЗ И ИОН 10.Using KN 4, a comparison is made of the voltages coming from the outputs of the corresponding AC 3 with an input voltage of U BX = 3.2 V coming from the output of the BOS AND ION 10.

При этом следует отметить, учитывая типовые структуры триггера 7, регистра 5, ФК 6, БК 2, АС 3 и их стандартизованное быстродействие, задержка подачи напряжения с выхода АС 3 на КН 4 будет гарантированно больше интервала t2÷t0 (фиг.3.д) установления напряжения на выходе БОЗ И ИОН 10.It should be noted, given the typical structures of trigger 7, register 5, FC 6, BC 2, AC 3 and their standardized speed, the delay in supplying voltage from the AC 3 output to KH 4 will be guaranteed to be longer than the interval t 2 ÷ t 0 (Fig. 3 .d) establishing the voltage at the output of the BOS AND ION 10.

С приходом следующего импульса с ГТИ 8 на стробирующие входы КН 4, по переднему фронту этого импульса производится фиксация результатов сравнения. В данном случае входное напряжение меньше напряжения на выходе и первого и второго АС 3, и на выходе КН 4 установится уровень логического нуля.With the arrival of the next pulse from the GTI 8 to the gate inputs of KH 4, the comparison results are recorded on the leading edge of this pulse. In this case, the input voltage is less than the voltage at the output of both the first and second AC 3, and the logic zero level will be set at the output of KH 4.

Итак, на первых входах ФК 6 установится комбинация 00, а на вторых выходах - код числа 9 (с первой группы выходов регистра 5). В соответствии с таблицей (строка 4) после этого на первых выходах ФК 6 установится код числа 5 (строка 4, столбец 5 таблицы), а на вторых выходах - код числа 2 (строка 4, столбец 6 таблицы). На фиг.4 это соответствует переходу из вершины 6-9 в вершину 2-5 по условию 00. По заднему фронту второго импульса с ГТИ 8 коды чисел 2 (двоичный код 0010) и 5 (двоичный код 0101) будут записаны в соответствующие разряды регистра 5, которые в дальнейшем поступят на управляющие входы соответствующих БК 2. На выходе первого АС 3 (верхнего по схеме) появится напряжение U∑1=U2+U0=2,5+0,625=3,125 В, а на выходе второго АС 3 (нижнего по схеме) появится напряжение U∑2=U1=1,25 В. В данном случае имеем UВХ>U∑1 и UВХ>U∑2. Следовательно, на выходе компараторов напряжения 4 будет комбинация 11. Учитывая, что на вторых входах формирователя кодов 6 установлен код числа 5, то на первых выходах формирователя кодов 6 появится код числа 5 (строка 9 таблицы). При этом на последнем выходе формирователя кодов 6 установится уровень, соответствующий логической единице (строка 9, столбец 7 таблицы). Этот сигнал поступит на второй вход триггера 7 и установит его в нулевое состояние. На выходе триггера установится уровень, соответствующий логическому нулю, который выключит генератор тактовых импульсов 8. Процесс преобразования напряжения, поступающего со второго выхода БОЗ И ИОН 10 в код на этом закончится.So, at the first inputs of FC 6, a combination of 00 will be established, and at the second outputs - the code of the number 9 (from the first group of outputs of register 5). In accordance with the table (line 4), after that, the code 5 will be set on the first outputs of FC 6 (line 4, column 5 of the table), and on the second outputs - the code of number 2 (line 4, column 6 of the table). In Fig. 4, this corresponds to the transition from vertex 6-9 to vertex 2-5 by condition 00. On the trailing edge of the second impulse with GTI 8, the codes of numbers 2 (binary code 0010) and 5 (binary code 0101) will be written in the corresponding register bits 5, which will subsequently go to the control inputs of the corresponding BC 2. The voltage U первого1 = U 2 + U 0 = 2.5 + 0.625 = 3.125 V appears at the output of the first AC 3 (the upper one according to the circuit), and the output of the second AC 3 (lower in the diagram) voltage U ∑2 = U 1 = 1.25 V. appears. In this case, we have U BX > U ∑1 and U BX > U ∑2 . Therefore, the output of the voltage comparators 4 will be a combination of 11. Given that the number 5 code is set at the second inputs of the code generator 6, the code 5 will appear at the first outputs of the code generator 6 (row 9 of the table). In this case, at the last output of the code generator 6, the level corresponding to the logical unit will be established (row 9, column 7 of the table). This signal will go to the second input of trigger 7 and set it to zero. At the output of the trigger, a level corresponding to a logical zero will be set, which will turn off the clock 8. The process of converting the voltage coming from the second output of the BOS AND ION 10 to the code will end here.

На выход устройства поступит результат преобразования:The output of the device will receive the result of the conversion:

- с выхода триггера 7 - высокий потенциал, сигнализирующий о конце преобразования;- from the trigger output 7 - high potential, signaling the end of the conversion;

- с первого выхода БОЗ И ИОН 10 - код знака полярности входного аналогового сигнала;- from the first output of BOS AND ION 10 - code mark of polarity of the input analog signal;

- с первых выходов формирователя кодов 6 - код числа 6 (код уровня модуля напряжения входного сигнала);- from the first outputs of the generator of codes 6 - code number 6 (code level module of the voltage of the input signal);

Иными словами, в момент t4 (момент поступления на выход управления устройства сигнала «Конец преобразования»), фиг.3.в, на выходе устройства формируется m-разрядный код. Старший разряд которого несет информацию о полярности входного сигнала, остальные (m-1) разрядов являются кодом уровня модуля напряжения входного сигнала.In other words, at time t 4 (the moment the signal “End of conversion” arrives at the control output of the device), Fig. 3c, an m-bit code is generated at the device output. The senior bit of which carries information about the polarity of the input signal, the remaining (m-1) bits are the code level of the voltage module of the input signal.

Увеличивая количество БК 2 и АС 3, можно повысить быстродействие устройства. На фиг.5 в виде графа показан алгоритм подбора кода для АЦП, содержащего 4 БК, 4 АС и 4 КН. В этом случае коды 6, 7, 8 могут быть получены в течение одного такта работы устройства, коды 2, 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12 за два такта, и коды 0, 1, 13, 14, 15 за три такта устройства.By increasing the number of BC 2 and AC 3, you can increase the speed of the device. Figure 5 in the form of a graph shows the algorithm for selecting a code for the ADC containing 4 BC, 4 speakers and 4 KN. In this case, codes 6, 7, 8 can be received during one clock cycle of the device, codes 2, 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12 for two clock cycles, and codes 0, 1, 13, 14, 15 for three cycles of the device.

Введение СВХ 9 и БОЗ И ИОН 10 не вносит дополнительной задержки в процесс подбора кода, то есть не снижает быстродействия АЦП, а более того их использование способствует упрощению устройства или повышению его быстродействия при одновременном повышении точности аналого-цифрового преобразования быстропротекающих процессов.The introduction of TSW 9 and BOS and ION 10 does not introduce additional delay into the code selection process, that is, it does not reduce the ADC performance, and moreover, their use helps to simplify the device or increase its speed while increasing the accuracy of analog-to-digital conversion of fast processes.

Последнее обусловлено тем, что в предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, удалось избежать методических погрешностей преобразования, а именно благодаря введению в состав устройства схемы выборки-хранения 9 удалось избежать изменения уровня напряжения входного сигнала в ходе преобразования быстропротекающих процессов, а значит, удалось достичь повышения точности аналого-цифрового преобразования быстропротекающих процессов.The latter is due to the fact that in the proposed device, in contrast to the prototype, methodological conversion errors were avoided, namely, due to the introduction of a sampling-storage scheme 9 into the device, the voltage level of the input signal during the conversion of fast processes was avoided, which means that it was possible to achieve improving the accuracy of analog-to-digital conversion of fast processes.

Введение в состав устройства БОЗ И ИОН 10 в случае аналого-цифровой обработки двухполярных сигналов:Introduction to the composition of the device BOS AND ION 10 in the case of analog-to-digital processing of bipolar signals:

а) с сохранением заданного числа БК 2, АС 3 и КН 4, приводит к сокращению интервала времени подбора кода (интервала t3÷t4, фиг.3.д) как минимум, на один такт, а значит фактически и повышению быстродействия АЦП;a) preserving the given number of BC 2, AC 3 and KH 4, reduces the time interval for selecting a code (interval t 3 ÷ t 4 , Fig.3.d) by at least one clock cycle, and, in fact, increases the speed of the ADC ;

б) с сохранением заданного быстродействия, приводит к возможности сокращения числа БК 2, АС 3 и КН 4, то есть имеет место упрощение устройства.b) while maintaining the given speed, it leads to the possibility of reducing the number of BC 2, AC 3 and KH 4, that is, there is a simplification of the device.

В любом случае, введение в состав устройства БОЗ И ИОН 10, при аналого-цифровой обработке двухполярных сигналов, приводит:In any case, the introduction of the device BOS AND ION 10, with analog-to-digital processing of bipolar signals, leads to:

а) к увеличению разрядности АЦП на один разряд (старший разряд кода, несущий информацию о полярности входного сигнала, формирует БОЗ И ИОН 10);a) to increase the resolution of the ADC by one bit (the most significant bit of the code, which carries information about the polarity of the input signal, generates BOS AND ION 10);

б) к возможности пересчета динамического диапазона входных сигналов и шага квантования КН 4 (увеличению их в два раза), что способствует существенному увеличению точности аналого-цифрового преобразования входных сигналов в связи с повышением помехоустойчивости КН 4;b) to the possibility of recalculating the dynamic range of the input signals and the quantization step of KH 4 (doubling them), which contributes to a significant increase in the accuracy of the analog-to-digital conversion of input signals due to the increased noise immunity of KH 4;

в) упрощению АЦП, ввиду необходимости использования в составе ДОН 1 только одного высокостабильного источника напряжения (вместо двух как в прототипе).c) the simplification of the ADC, due to the need to use only one highly stable voltage source in DON 1 (instead of two as in the prototype).

То есть имеет место как повышение точности аналого-цифрового преобразования, прежде всего, быстропротекающих процессов, так и упрощение устройства или повышение быстродействия.That is, there is both an increase in the accuracy of analog-to-digital conversion, primarily in fast-moving processes, and a simplification of the device or an increase in speed.

Claims (2)

1. Аналого-цифровой преобразователь, содержащий делитель опорного напряжения (резисторная матрица R-2R), М (М<2N) компараторов напряжения, где N - разрядность аналого-цифрового преобразователя, М блоков ключей, М аналоговых сумматоров, триггер, генератор тактовых импульсов, регистр и формирователь кодов, при этом вход делителя опорного напряжения является первым входом устройства и предназначен для подключения источника опорного напряжения, одноименные входы М блоков ключей объединены и подключены к соответствующим выходам делителя опорного напряжения, а выходы соединены с входами соответствующих аналоговых сумматоров, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих компараторов напряжения, управляющие входы блоков ключей соединены с соответствующими группами выходов регистра, выходы компараторов напряжения соединены с первыми входами формирователя кодов, первая группа выходов которого является третьими выходами устройства (кода модуля уровня входного напряжения) подключенными к первой группе информационных входов регистра, остальные группы выходов формирователя кодов соединены с соответствующими группами информационных входов регистра, первый вход триггера является вторым входом устройства (входом управления (запуска)), выход триггера, являющийся первым выходом устройства (выходом управления), подключен ко второму управляющему входу регистра и управляющему входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с стробирующими входами компараторов напряжения и первым управляющим входом регистра, первая группа выходов которого соединена с вторыми входами формирователя кодов, последний выход которого подключен ко второму входу триггера, отличающийся тем, что в устройство введены схема выборки-хранения, блок определения знака и инвертирования отрицательных напряжений, причем вход схемы выборки-хранения подключен к третьему (аналоговому) входу устройства, а вход управления - ко второму входу (управления) устройства, выход схемы выборки-хранения подключен ко входу блока определения знака и инвертирования отрицательных напряжений, первый выход которого служит вторым выходом (знакового разряда) устройства, а второй выход подключен к группе вторых информационных входов компараторов напряжения.1. An analog-to-digital converter containing a reference voltage divider (resistor matrix R-2R), M (M <2 N ) voltage comparators, where N is the capacity of the analog-to-digital converter, M blocks of keys, M analog adders, a trigger, a clock generator pulses, a register and a driver of codes, while the input of the reference voltage divider is the first input of the device and is designed to connect a reference voltage source, the inputs of the same name M of the key blocks are combined and connected to the corresponding outputs of the reference divider voltage, and the outputs are connected to the inputs of the corresponding analog adders, the outputs of which are connected to the information inputs of the respective voltage comparators, the control inputs of the key blocks are connected to the corresponding groups of register outputs, the outputs of the voltage comparators are connected to the first inputs of the code generator, the first group of outputs of which are the third outputs devices (module code of the input voltage level) connected to the first group of information inputs of the register, the remaining groups you the code generator moves are connected to the corresponding groups of register information inputs, the first trigger input is the second input of the device (control input (start)), the trigger output, which is the first output of the device (control output), is connected to the second control input of the register and the control input of the clock the output of which is connected to the gate inputs of the voltage comparators and the first control input of the register, the first group of outputs of which is connected to the second inputs of the dividing codes, the last output of which is connected to the second input of the trigger, characterized in that a sampling-storage circuit, a unit for determining the sign and inverting negative voltages are introduced into the device, and the input of the sampling-storage circuit is connected to the third (analog) input of the device, and the control input - to the second input (control) of the device, the output of the sampling-storage circuit is connected to the input of the unit for determining the sign and inverting negative voltages, the first output of which serves as the second output (sign discharge) of the device state, and the second output is connected to the group of second information inputs of voltage comparators. 2. Аналого-цифровой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что блок определения знака и инвертирования отрицательных напряжений содержит два аналоговых ключа, инвертирующий усилитель постоянного тока, компаратор, инвертор, вход блока определения знака и инвертирования отрицательных напряжений соединен с входами второго аналогового ключа, инвертирующего усилителя постоянного тока и неинвертирующим входом компаратора, выход последнего подключен к входу инвертора, входу управления второго аналогового ключа и первому выходу блока определения знака и инвертирования отрицательных напряжений, выход инвертирующего усилителя постоянного тока соединен со входом первого аналогового ключа, выход которого, вместе с выходом второго аналогового ключа образуют второй выход блока определения знака и инвертирования отрицательных напряжений.
Figure 00000001
2. The analog-to-digital Converter according to claim 1, characterized in that the unit for determining the sign and inverting negative voltages contains two analog keys, an inverting DC amplifier, a comparator, an inverter, the input of the unit for determining sign and inverting negative voltages is connected to the inputs of the second analog key , an inverting DC amplifier and a non-inverting input of the comparator, the output of the latter is connected to the inverter input, the control input of the second analog switch and the first output of the OCR unit When the sign is inverted and negative voltage is inverted, the output of the inverting DC amplifier is connected to the input of the first analog switch, the output of which, together with the output of the second analog switch, form the second output of the negative voltage sign determination and invert unit.
Figure 00000001
RU2006125768/22U 2006-07-17 2006-07-17 ANALOG-DIGITAL CONVERTER RU58823U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006125768/22U RU58823U1 (en) 2006-07-17 2006-07-17 ANALOG-DIGITAL CONVERTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006125768/22U RU58823U1 (en) 2006-07-17 2006-07-17 ANALOG-DIGITAL CONVERTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU58823U1 true RU58823U1 (en) 2006-11-27

Family

ID=37665163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006125768/22U RU58823U1 (en) 2006-07-17 2006-07-17 ANALOG-DIGITAL CONVERTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU58823U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU182312U1 (en) * 2017-04-28 2018-08-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" ANALOG-DIGITAL CONVERTER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU182312U1 (en) * 2017-04-28 2018-08-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" ANALOG-DIGITAL CONVERTER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010519810A5 (en)
TW201644205A (en) Successive approximation analog-to-digital converter
US9323226B1 (en) Sub-ranging voltage-to-time-to-digital converter
KR20040069207A (en) Analog-digital conversion apparatus
RU58823U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
RU58825U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
CN116599531A (en) Unidirectional slope ADC
JPS5938769B2 (en) D/A conversion circuit
RU58824U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
RU63625U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
RU2646356C1 (en) Analogue-to-digital converter
KR102089872B1 (en) Successive approximation a/d converter using d/a convertor with capacitor connected in series
RU176659U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
US8957804B2 (en) Successive approximation A/D converter
RU2311731C1 (en) Composite fast-response analog-to-digital converter
RU63626U1 (en) CODE VOLTAGE CONVERTER
JP4610753B2 (en) AD converter
RU174894U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
JPH0645936A (en) Analog/digital conversion system
RU61968U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERSION DEVICE
KR102140007B1 (en) A successive approximation register(SAR) analog-digital converter(ADC) and analog-digital converting method using the same
JPS61292420A (en) Analog-digital converter
RU2656989C1 (en) Analogue-to-digital converter
RU182312U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
TWI676361B (en) Sar adc and control method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20070718