SU1282327A1 - Analog=to-digital converter - Google Patents
Analog=to-digital converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1282327A1 SU1282327A1 SU843708990A SU3708990A SU1282327A1 SU 1282327 A1 SU1282327 A1 SU 1282327A1 SU 843708990 A SU843708990 A SU 843708990A SU 3708990 A SU3708990 A SU 3708990A SU 1282327 A1 SU1282327 A1 SU 1282327A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- inputs
- input
- outputs
- logic device
- code
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к технике аналого-цифрового преобразовани сигналов и может быть использовано в быстродействующих информационно- измерительных системах, где наход т применение цифровые методы обработки аналоговой информации. Целью изобретени вл етс упрощение конструкции и повышение быстродействи аналого-цифрового преобразовател параллельно-последовательного типа за счет уменьшени количества примен емых параллельных преобразователей с четырех до трех и применени более простых устройств и за счет выполнени коррекции погрешностей старших разр дов (результата первой ступени преобразовани ) одновременно с процессом преобразовани во второй ступени без дополнительных затрат времени . Устройство содержит параллельные преобразователи 1-3, ЦАП 4, усилитель 5 разностного сигнала, счетчик 6, компаратор 7, триггер 8, усилитель 9 разностного сигнала, устройство 10 кодирующей логики с элементами И 11, 12, ИЛИ 13, выходной регистр 14. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. / с €The invention relates to the technique of analog-to-digital signal conversion and can be used in high-speed information-measuring systems where digital methods for processing analog information are used. The aim of the invention is to simplify the design and increase the speed of an analog-to-digital converter of a parallel-serial type by reducing the number of parallel converters used from four to three and using simpler devices and by performing correction of high-order errors (the result of the first conversion stage) at the same time with the conversion process in the second stage without extra time. The device contains parallel converters 1-3, D / A converter 4, differential signal amplifier 5, counter 6, comparator 7, trigger 8, differential signal amplifier 9, encoding logic device 10 with AND 11, 12, OR 13 elements, output register 14. 1 C .P. f-ly, 3 ill. / from €
Description
ооoo
ГчЭ ООGcheE OO
toto
«"
иг./ig./
1515
1128232711282327
Piaобретение относитс к технике аналого-цифрового преобразовани сигналов и может быть использовано в быстродействующих информационно- измерительных системах, где наход т применение цифровые методы обработки аналоговой информации.The invention relates to the technique of analog-to-digital signal conversion and can be used in high-speed information-measuring systems where digital methods for processing analog information are used.
Цель изобретени - повышение надежности за счет упрощени преобразовател и повьпиение быстродействи .The purpose of the invention is to increase reliability by simplifying the converter and speeding up.
На фиг.1 показана функциональна схема преобразовател ; на фиг.2 - шкалы первой и второй ступеней преобразований (с целью упрощени рисунка количество разр дов используемых параллельных АЦП полагаетс равным трем - N 3); на фиг.З - временна диаграмма работы аналого-цифрового преобразовател .Figure 1 shows the functional diagram of the Converter; Fig. 2 shows the scales of the first and second stages of the transformations (in order to simplify the figure, the number of bits of the parallel ADCs used is assumed to be three - N 3); on fig.Z - timing diagram of the analog-to-digital converter.
Устройство содержит преобразователи 1-3 напр жени в код, цифро- аналогов м преобразователь (ЦАП) 4, первьй усилитель 5 разностного сигнала герThe device contains voltage converters 1-3 in code, digital-to-analog converter (DAC) 4, first amplifier 5 of the differential signal
го сигнала, устройство 10 кодирующей логики, состо щее из первой 11 и второй 12 групп элементов И, группы элементов ИЛИ 13 и 2 N-разр дньй выходной регистр 14. Взведение указанных узлов позволило исключить из схемы преобразовател (фиг.1), кроме одного N-разр дного АЦП во второй ступени , сумматор дополнительного кодаsignal, device 10 encoding logic, consisting of the first 11 and second 12 groups of elements AND, groups of elements OR 13 and 2 N-bit dn output register 14. The cocking of these nodes allowed to exclude from the circuit of the converter (figure 1), except one N-bit ADC in the second stage, adder additional code
22
ту же пол рность,т. е . (U . ) чО. Дл обеспечени этого услов т на вход Аналоговый нуль преобразовател I подаетс начальное смещение,same polarity, t. e. (U.) Cho. To achieve this condition, an analog zero of the I transducer is fed into the initial offset,
равное и,р Д квант преобразовател (фиг.2). В результате этого код первой ступени преобразовани на выходе всегда или не имеет погрешностей, или в нем отсут ствует единица младшего разр да. Эю обеспечивает выполнение услови (и - ). О.При этом, если в процессе преобразовани в коде первой ступени имеетс потер единицы младшего разр да, то выходное напр equal u, p D quantum converter (figure 2). As a result of this, the code of the first conversion stage at the output always either has no errors, or there is a unit of the least significant bit in it. She ensures that the condition (and -) is met. O. At the same time, if in the process of conversion in the code of the first stage there is a loss of a low-order unit, then the output voltage
правы б напр жеfOright bffO
жение усилител 5 будетthe life of amplifier 5 will be
поby
шать уровень и„р z , т.е ,,.2 .IUx - УцАпShat level and „p z, ie, ,,. 2 .IUx - UtsAp
t, счетчик 6, компаратор 7, триг- , второй усилитель 9 разностно20t, counter 6, comparator 7, trigger-, second amplifier 9 difference 20
2525
ние Ug лежит в пределах диапазона переполнени преобразовател 2 (фиг.2). В этом случае на выходе усилител 9 будет такое напр жение которое было бы на выходе усилител 5 при отсутствии потери единицы младшего разр да, и выполн етс ус ловие О . -и„,„-и,,р l2 ilJThe Ug value lies within the overflow range of the converter 2 (Fig. 2). In this case, the output of the amplifier 9 will be such a voltage that would be at the output of the amplifier 5 in the absence of a loss of the least significant unit, and the condition O is fulfilled. -and „,„ - и ,, р l2 ilJ
- цлг- tslg
МР Mr
напр жение U имеет значени , нахо д гз;иес внутри диапазона правильных преобразований преобразовател 3 (фиг.2).the voltage U has the value of, rGz; and is within the range of correct transformations of the converter 3 (Fig. 2).
Если же в процессе преобразовани в коде первой ступени погрешности отсутствуют, то напр жение U буде иметь значени .If, in the process of conversion, there are no errors in the code of the first stage, then the voltage U will have a value.
наход щиес внутри Кроме того, введение новых эле- 35 диапазона от нул до 2 (диапаментов и св зей между ними дало возможность осуществл ть коррекцию погрешностей в коде первой ступени преобразовани одновременно с процессом Преобразовани во второй ступени без дополнительных затрат времени, что повысило быстродействие преобразовател .in addition In addition, the introduction of new 35 range from zero to 2 (diaparentes and connections between them made it possible to correct errors in the code of the first conversion stage simultaneously with the Conversion process in the second stage without additional time costs, which increased the speed of the converter .
Устройство работает следующим об- ija3OM.The device works as follows: ija3OM.
Б начале каждого цикла работы осуществл етс ..грубое N-разр дное преобразование входного напр жени и с помощью первого преобразовател 1 (перва ступень преобразовани ). Результат грубого преобразовани (выходной код первой ступени преобразовани ) с помощью высокоточного ЦАП 4 преобразуетс в анало- говьм сигнал отличие от известного устройства в преложенном разность напр жений и и всегда имеет одну иAt the beginning of each cycle of operation, a coarse N-bit conversion of the input voltage is performed using the first converter 1 (the first conversion stage). The coarse conversion result (output code of the first conversion stage) with the help of a high-precision DAC 4 is converted into an analog signal, the difference from the known device in the differential voltage difference and, and always has one and
5five
327327
22
ту же пол рность,т. е . (U . ) чО. Дл обеспечени этого услов т на вход Аналоговый нуль преобразовател I подаетс начальное смещение,same polarity, t. e. (U.) Cho. To achieve this condition, an analog zero of the I transducer is fed into the initial offset,
равное и,р Д квант преобразовател (фиг.2). В результате этого код первой ступени преобразовани на выходе всегда или не имеет погрешностей, или в нем отсутствует единица младшего разр да. Эю обеспечивает выполнение услови (и - ). О.При этом, если в процессе преобразовани в коде первой ступени имеетс потер единицы младшего разр да, то выходное напр правы б напр жеequal u, p D quantum converter (figure 2). As a result, the code of the first conversion stage at the output always either has no errors, or there is no unit of the least significant bit in it. She ensures that the condition (and -) is met. O. At the same time, if in the process of conversion in the code of the first stage there is a loss of a unit of the lower order, then the output voltage will be right
жение усилител 5 будетthe life of amplifier 5 will be
поby
шать уровень и„р z , т.е ,,.2 .IUx - УцАпShat level and „p z, ie, ,,. 2 .IUx - UtsAp
00
5five
ние Ug лежит в пределах диапазона переполнени преобразовател 2 (фиг.2). В этом случае на выходе усилител 9 будет такое напр жение, которое было бы на выходе усилител 5 при отсутствии потери единицы младшего разр да, и выполн етс условие О . -и„,„-и,,р l2 ilJThe Ug value lies within the overflow range of the converter 2 (Fig. 2). In this case, the output of the amplifier 9 will be such a voltage that would be at the output of the amplifier 5 in the absence of the loss of the low-order unit, and condition O is satisfied. -and „,„ - и ,, р l2 ilJ
- цлг- tslg
МР Mr
напр жение U имеет значени , нахо- д гз;иес внутри диапазона правильных преобразований преобразовател 3 (фиг.2).the voltage U has the value, gh, and is within the range of correct transformations of the converter 3 (Fig. 2).
Если же в процессе преобразовани в коде первой ступени погрешности отсутствуют, то напр жение U будет иметь значени .If, in the conversion process, there are no errors in the first-stage code, the voltage U will have a value.
наход щиес внутри 35 диапазона от нул до 2 (диапа0located within the 35 range from zero to 2 (range
5five
зон правильных преобразований преобразовател 2 на фиг.2).zones of the correct transformations of the converter 2 in figure 2).
Таким образом, если в процессе .преобразовани в коде первой ступени погрешности отсутствуют, то правильное значение усиленного разностного напр жени имеет место на выходе усилител 5, а если в коде первой ступени имеетс потер единицы младшего разр да, то на выходе усилител 9. Поэтому получение правильного кода второй ступени преобразовани в предлагаемом устройстве заключаетс в одновременном (параллельном) пре0 образовании напр жений обоих усили- телей 5 и 9 соответственно с помощью преобразователей 2 и 3 и выбора правильного кода на выходе одного из них. Задачу выбора правильного кодаThus, if in the conversion process in the first stage error code is missing, then the correct value of the amplified differential voltage takes place at the output of the amplifier 5, and if in the first stage code there is a loss of the least significant unit, then at the output of the amplifier 9. Therefore, obtaining The correct code for the second conversion stage in the proposed device consists in the simultaneous (parallel) conversion of the voltages of both amplifiers 5 and 9, respectively, by means of converters 2 and 3 and the selection of the correct and the output of one of them. The task of choosing the right code
5 второй ступени преобразовани решают компаратор 7, триггер 8, перва 11 и втора 12 группы элементов И, группа элементов ИЛИ 13.5 of the second conversion stage, the comparator 7, the trigger 8, the first 11, and the second 12 groups of elements AND, the group of elements OR 13 are solved.
33
Втора ступень преобразовани начинаетс с момента подачи на входы управлени преобразователей 2 и 3 управл ющего напр жени . Этот момен соответствует времени, равному t (врем преобразовани преобразовател 1)The second conversion stage starts from the moment of supplying control inputs to the control inputs of the control voltage converters 2 and 3. This moment corresponds to a time equal to t (conversion time of converter 1)
+ t (врем цифроаналогового преобразовани ЦАП 4) + t к t (врем , затрачиваемое усилител ми 5 и 9 на усиление разностного входного сигнала до достижени установившегос выходного напр жени ) от начала преобразовани (фиг.З),+ t (time of digital-to-analog conversion of DAC 4) + t to t (time taken by amplifiers 5 and 9 to amplify the differential input signal until a steady-state output voltage is reached) from the start of the conversion (FIG. 3)
Компаратор 7 путем сравнени вы- ходногск напр жени усилител 5, равного (и - 2 , с пороговым напр жением, равным U 2, вырабатывает управл ющий сигнал, который через триггер 8 подаетс на входы первой 11 и второй 12 групп элементов И дл осуществлени выбора правильного кода второй ступени преобразовани , а также на суммирующий вход счетчика 6 дл коррекции погрешност кода первой ступени. Причем коррекци осуществл етс в .счетчрусе одновременно с выполнением второй ступени преобразовани путем добавлени единицы младшего разр да к коду первой ступени (фиг.З).The comparator 7, by comparing the output voltage of the amplifier 5, equal to (and - 2, with a threshold voltage equal to U 2), produces a control signal which, through the trigger 8, is applied to the inputs of the first 11 and second 12 groups of elements AND to make a selection the correct code for the second conversion stage, as well as to the summing input of the counter 6 for correcting the error code of the first stage, moreover, the correction is performed in the account simultaneously with performing the second conversion stage by adding the least significant bit to the code ervoy stage (fig.Z).
Откорректированньй код первой стпени с выхода счетчика 6 подаетс н выходной регистр 14 и образует в нем старшие N разр дов выходного кода преобразовател . Выбранный правильный код второй ступени с выхода группы элементов ИЛИ 13 подаетс на соответствующие входы выходного регистра и образует младшие N разр дов выходного кода преобразовател .The corrected code of the first counter from the output of the counter 6 is fed to the output register 14 and forms in it the highest N bits of the output code of the converter. The selected correct code of the second stage from the output of the group of elements OR 13 is fed to the corresponding inputs of the output register and forms the lower N bits of the output code of the converter.
К моменту окончани процесса преобразовани на выходе устройства (в выходном регистре) формируетс 2 N-разр дный выходной код. На этом один цикл преобразовани заканчиваетс . Общее врем преобразовани предложенного устройства меньше общего времени преобразовани ,известного практически на врем выполнени суммировани 2N-paзp днoгo двоичного кода в сумматоре дополнительного кода. Это обсто тельство приводит к увеличению быстродействи преобразовател .By the end of the conversion process, a 2 N-bit output code is generated at the output of the device (in the output register). This completes one conversion cycle. The total conversion time of the proposed device is shorter than the total conversion time, known almost to the execution time of the summation of the 2N-split of the binary code in the adder of the additional code. This circumstance leads to an increase in the speed of the converter.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843708990A SU1282327A1 (en) | 1984-03-11 | 1984-03-11 | Analog=to-digital converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843708990A SU1282327A1 (en) | 1984-03-11 | 1984-03-11 | Analog=to-digital converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1282327A1 true SU1282327A1 (en) | 1987-01-07 |
Family
ID=21106698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843708990A SU1282327A1 (en) | 1984-03-11 | 1984-03-11 | Analog=to-digital converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1282327A1 (en) |
-
1984
- 1984-03-11 SU SU843708990A patent/SU1282327A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кондалев А.И. и др. Преобразователи формы информации дл малых ЭВМ. Киев: Наукова думка, 1982, с. 48-49, рис. 3,6. Электроника, 1982, № 9, с. 59, рис. 3. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5043732A (en) | Analog-to-digital converter employing a pipeline multi-stage architecture | |
KR970005828B1 (en) | Multiple analog/digital converter for pipeline structure | |
US4774498A (en) | Analog-to-digital converter with error checking and correction circuits | |
US5184130A (en) | Multi-stage A/D converter | |
US4533903A (en) | Analog-to-digital converter | |
US5210537A (en) | Multi-stage A/D converter | |
EP0436555A4 (en) | Error limiting analog to digital converter | |
EP0406973B1 (en) | Analog-to-digital converter | |
US4763106A (en) | Flash analog-to-digital converter | |
JPH0319731B2 (en) | ||
JPH01136421A (en) | Sub-ranging a/d converter with improved error correction | |
JP2002026731A (en) | Successive comparison type analog/digital converter | |
US3493958A (en) | Bipolar analog to digital converter | |
US6124820A (en) | Error correction architecture for pipeline analog to digital converters | |
US3735392A (en) | Bipolar analog-to-digital converter with double detection of the sign bit | |
US5173698A (en) | Flash analog-to-digital converter with integrating input stage | |
US6965331B2 (en) | Conversion arrangement and method for converting a thermometer code | |
EP0241733B1 (en) | A fast high resolution analog to digital converter | |
US5084701A (en) | Digital-to-analog converter using cyclical current source switching | |
US3891984A (en) | Analog to digital conversion by subranging with multiple level redundant error correction | |
SU1282327A1 (en) | Analog=to-digital converter | |
EP0782790B1 (en) | Analog-to-digital converter for generating a digital n-bit gray-code | |
EP0508454B1 (en) | A/D converter | |
SU1179533A1 (en) | Analog-to-digital converter | |
US5083126A (en) | Analog-to-digital converter |