SU1531216A1 - Probability analog-digital converter - Google Patents

Probability analog-digital converter Download PDF

Info

Publication number
SU1531216A1
SU1531216A1 SU874375737A SU4375737A SU1531216A1 SU 1531216 A1 SU1531216 A1 SU 1531216A1 SU 874375737 A SU874375737 A SU 874375737A SU 4375737 A SU4375737 A SU 4375737A SU 1531216 A1 SU1531216 A1 SU 1531216A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
field
digital
effect transistor
Prior art date
Application number
SU874375737A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Павлович Волчок
Валентин Дмитриевич Остудин
Original Assignee
Ленинградское Научно-Производственное Объединение "Электронмаш"
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 Ленинградское Научно-Производственное Объединение "Электронмаш" filed Critical Ленинградское Научно-Производственное Объединение "Электронмаш"
Priority to SU874375737A priority Critical patent/SU1531216A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1531216A1 publication Critical patent/SU1531216A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к цифровой измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в приборах дл  измерени  параметров посто нного и переменного тока. Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение точности. Цель реализуетс  за счет использовани  в веро тностных аналого-цифровых преобразовател х, содержащих генератор псевдослучайных чисел, компаратор, счетчики импульсов, в качестве цифроаналогового преобразовател  одноразр дного емкостного цифроаналогового преобразовател  по крайней мере на трех ключах, выполненных на полевых транзисторах, и двух конденсаторах одинаковой емкости. 1 ил.The invention relates to digital measuring and computing technology and can be used in instruments for measuring DC and AC parameters. The purpose of the invention is to simplify the device and improve accuracy. The goal is realized through the use of probabilistic analog-to-digital converters containing a pseudo-random number generator, a comparator, pulse counters, as a digital-to-analog converter of a single-bit capacitive digital-to-analog converter on at least three switches made on field-effect transistors and two capacitors of the same capacitance . 1 il.

Description

1one

(21)4375737/24-24(21) 4375737 / 24-24

(22)07.12.87(22) 12/07/87

(46) 23.12.89. Бюл. V 47(46) 12/23/89. Bul V 47

(71)Ленинградское научно-производственное объединение Электронмаш(71) Leningrad Scientific and Production Association Electronmash

(72)В.П.Волчок и В.Д.Остудим(72) V.P.Volchok and V.D.Oududim

(53)681.325(088.8)(53) 681.325 (088.8)

(56)Билинский И.Я. и др. Стохастическа  цифрова  обработка непрерывных сигналов. Рига: Зинатне, 1983, с. 15.(56) Bilinsky I.Ya. et al. Stochastic digital processing of continuous signals. Riga: Zinatne, 1983, p. 15.

Авторское свидетельство СССР К 1229950, кл. Н 03 М 1/04, 1984.USSR author's certificate K 1229950, cl. H 03 M 1/04, 1984.

(54)ВЕРОЯТНОСТНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(54) PROBABLE ANALOG-DIGITAL CONVERTER

(57)Изобретение относитс  к цифровой(57) The invention relates to digital

измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в приборах дл  измерени  параметров посто нного и переменного тока. Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение точности. Цель реализуетс  за счет использовани  в веро тностных аналого-цифровых преобразовател х , содержащих генератор псевдослучайных чисел, компаратор, счетчики импульсов, в качестве цифроаналого- вого преобразовател  одноразр дного емкостного цифроаналогового преобразовател  по крайней мере на трех ключах , вьтолненных на полевых транзисторах , и двух конденсаторах одинаковой емкости. 1 табл. 1 ил.measuring and computing technology and can be used in instruments for measuring DC and AC parameters. The purpose of the invention is to simplify the device and improve accuracy. The goal is realized through the use of probabilistic analog-to-digital converters containing a pseudo-random number generator, a comparator, and pulse counters, as a digital-to-analogue converter of a single-bit capacitive digital-to-analogue converter on at least three keys transduced on two transducers, and two multipliers on two transponders, and two multipliers on two transponders, and two multipliers on two transponders, and two multipliers, and two amplifiers. same capacity. 1 tab. 1 il.

S S

Изобретение относитс  к цифровой измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в приборах дл  измерени  параметров посто нного и переменного тока.The invention relates to digital measuring and computing technology and can be used in instruments for measuring DC and AC parameters.

Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение точности.The purpose of the invention is to simplify the device and improve accuracy.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства.The drawing shows the functional diagram of the device.

Веро тностный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) содержит шину 1 тактовых импульсов, генератор 2 псевдослучайных чисел, цифроаналого- вый преобразователь 3, компаратор 4, первый 5 и второй 6 счетчики импульсов , выходной регистр 7, первый 8 и второй 9 элементы НЕ, элементы И 10- 12, элемент 13 задержки, входную шину 14, выходную шину 15, шину 16Vertical analog-to-digital converter (ADC) contains 1 clock pulse bus, 2 pseudo-random number generator, digital-analog converter 3, comparator 4, first 5 and second 6 pulse counters, output register 7, first 8 and second 9 elements, NOT elements And 10-12, delay element 13, input bus 14, output bus 15, bus 16

опорного напр жени  и пину 17 нулевого потенциала.reference voltage and pin 17 of zero potential.

Генератор 2 псевдослучайных чисел содержит п-разр дный сдвиговый регистр 18, дешифратор 19, элемент ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, выход 21 генератор 2 псевдослучайных чисел, выход 22 дешифратора 19.The pseudorandom number generator 2 contains an n-bit shift register 18, a decoder 19, an EXCLUSIVE OR element 20, an output 21 a generator, 2 pseudorandom numbers, an output 22 of a decoder 19.

Цифроаналоговый преобразователь 3 (ЦАП) содержит три ключа, выполненные соответственно на первом 23, втором 24 и третьем 25 полевых транзисторах и первый 26 и второй 27 конденсаторы .The digital-to-analog converter 3 (D / A) contains three switches made respectively on the first 23, second 24 and third 25 field effect transistors and the first 26 and second 27 capacitors.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

С шины 1 тактовых импульсов на управл ющий (синхронизирующий) вход генератора 2 псевдослучайных чиселFrom the bus 1 clock pulses to the control (synchronizing) input of the generator 2 pseudo-random numbers

поступает последовательность пр моугольного импульсов Рд, при этом на сдвиговом регистре 19, содержащем п-двоичных разр дов, образуетс  последовательность чисел длиной 2 -1. При несовпадении информации с п-го и i-ro, где 1 i i п выходов сдвигового регистра срабатывает элемент ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 и сигнал 1 пос- тупает на информационный вход сдвигового регистра 18 и на первый выход генератора псевдослучайных чисел, депмфратор 19 выдел ет одновременно одно из состо ний сдвигового регистр 18 и передает его на вход счетчика 5a sequence of square-wave pulses Pd arrives, and a sequence of numbers of length 2 -1 is formed on the shift register 19 containing the p-binary bits. If the information does not match with the n-th and i-ro, where 1 ii n of the outputs of the shift register, the EXCLUSIVE OR 20 element is triggered and the signal 1 arrives at the information input of the shift register 18 and the first output of the pseudo-random number generator simultaneously from the states of the shift register 18 and transmits it to the input of the counter 5

Сигналы с первого выхода генератора 2 псевдослучайных чисел через элементы 8-11 поступают на затворы транзисторов 23 и 24 в моменты дей- стви  F. При по влении логической 1 на затворе транзистора 23 (на затворе транзистора 24 в этот момент логической О) конденсатор 26 зар жаетс  до величины опорного напр же- ни  EJJ , при по влении логической 1 тса затворе транзистора 24 конденсато 26 разр жаетс  на общую шину. Результирующее напр жение на конденсаторе 26 соответственно равно Е или О. The signals from the first output of the generator 2 pseudo-random numbers through elements 8-11 arrive at the gates of transistors 23 and 24 at times of action F. When logical 1 appears at the gate of transistor 23 (at the gate of transistor 24 at this moment of logic O), the capacitor 26 charges When the voltage of the logical 1 Tc gate of the transistor 24 of the condensate 26 is discharged to the common bus, it becomes equal to the reference voltage EJJ. The resulting voltage on the capacitor 26 is respectively equal to E or O.

После окончани  импульса F тран-  нсторы 23 и 24 закрываютс , а тран- iHcTop 25 открываетс , происходит иа -иределение емкостей между конденсаторами 26 и 27, а следовательно, и деление.напр жений. При равенстве емкостей конденсаторов на параллепь- но соединенных конденсаторах уста- наиливаетс  новое знамен :е напр жени After the end of the pulse F, the transistors 23 and 24 are closed, and the trans-iHcTop 25 opens, the capacitance between the capacitors 26 and 27 is determined, and hence the division of the voltages. In case of equal capacitance of capacitors on parallel-connected capacitors, a new banner is installed: e voltage

„ Ui « ЕО-К;.,„Ui“ ЕО-К;.,

и and

(1)(one)

новое значение напр жени  на конденсаторах; предыдущее значение наnew voltage value on capacitors; previous value on

4545

конденсаторе 26; опорное напр жение; коэффициент, принимающийa capacitor 26; reference voltage; coefficient taking

значение 1 или О (в 50 зависимости от предыдущего состо ни  транзисторов 23 и 24). тактов иа сдвиговом ре- ;the value is 1 or O (in 50 dependencies on the previous state of transistors 23 and 24). cycles of shear re-;

станавливаетс  числоthe number is reset

5555

Ки„. К-,Ki „. TO-,

i + i +

+ « I  + “I

где К - - значение старшего разр да регистра в момент делени  напр жени  на конденсаторах 26 и 27, К. - значение младшего разр да сдвигового регистра в момент делени  напр жени .where K - is the value of the most significant bit of the register at the time of dividing the voltage on capacitors 26 and 27, K. To - the value of the least significant bit of the shift register at the time of dividing voltage.

Так как операци  сдвига двоичного числа в регистре есть деление кода числа на два, то между р дом на выходе цифроаналогового преобразовател  3 и кодом, накопившемс  в сдвиговом регистре 18 устанавливает-;- с  взаимно однозначное соответствие. При достаточно большом п это соответствие устанавливаетс  независимо от первоначального напр жени  на конденсаторе 26, так как последовательность (2) есть цепна  дробьSince the shift operation of the binary number in the register is the division of a number code by two, between the output of the D / A converter 3 and the code accumulated in shift register 18 establishes -; - with a one-to-one correspondence. For a sufficiently large n, this correspondence is established independently of the initial voltage on the capacitor 26, since the sequence (2) is a continued fraction.

р V V V II - I п . о . и.п 2 4 p v v v ii - i p. about . ip 2 4

j ЕО К.Чп-г j ЕС,К(j EO K.Chp-g j EC, K (

35 4035 40

4545

50 ;50 ;

5555

и при достаточно большом п величинаand for a sufficiently large n value

KjKj

-,, стремитс  к нулю.- ,, tends to zero.

Соответствие значений двоичной псевдослучайных последовательности чисел на выходе генератора 2 псевдослучайных чисел и напр жений на выходе цифроаналогового преобразовател  3 в предлагаемом устройстве иллюстрируетс  примером дл  п в 3, га 2 в виде таблицы.The correspondence between the values of a binary pseudo-random sequence of numbers at the output of a generator of 2 pseudorandom numbers and the voltages at the output of a digital-to-analog converter 3 in the proposed device is illustrated with an example for n in 3, ha 2 in the form of a table.

Из таблицы следует, что значение напр жени  на выходе 11ЛП с погрешностью , меньшей значени  единицы младшего разр да, соответствует значению двоичного кода псевдослучайного числа, если за старший разр д кода прин ть его первый разр д.It follows from the table that the voltage value at the 11LP output with an error less than the value of the low-order unit corresponds to the value of the binary code of a pseudo-random number, if its first bit is taken as the high-order bit.

На компаратсфе 4 сравниваютс  входные си гналы, поступившие по входной шине 14, и значение напр жени  с выхода 1(АП 3, при этом выходной сигнал компаратора, по вл юо ийс  в моменты превышени  напр жени  с ЦАП 3 над входным сигналом, через элемент И 12 поступает в счетчик 5,Comparative 4 compares the input signals received on the input bus 14 and the voltage value from output 1 (AP 3, while the output of the comparator appears at the time when the voltage from the DAC 3 exceeds the input signal, through the AND element 12 enters counter 5,

515515

и по разрешению со счетчика 6 переписываетс  в выходной регистр, где хранитс  до завершени  следующего цикла преобразовани .and upon resolution from counter 6, is written to the output register, where it is stored until the end of the next conversion cycle.

Следовательно, значение кода на выходной шине 15 пропорционально значению входного сигнала. Коэффициент пропорциональности зависит от величины источника опорного напр жени  и числа повторной псевдослучайной последовательности.Therefore, the code value on the output bus 15 is proportional to the value of the input signal. The proportionality coefficient depends on the magnitude of the source of the reference voltage and the number of repeated pseudo-random sequences.

Методическа  погрешность преобразовани  складываетс  из ранее определенной погрешности ЦАП и погрешнос ти сравнени , равной половине значени  единицы младшего разр да.The methodical conversion error is the sum of the previously determined DAC error and the comparison error equal to half the value of the least significant bit unit.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает предельную скорость преобразовани  псевдослучайных А1Щ, достижимую при использовании параллельных ЦАП, независимость скорости преобразовани  от разр дности псевдослучайного числа, увеличени  разр дности и, соответственно, точ- ности АЦП без увеличени  разр дности ЦАП, простоту реализации с минимальным количеством прецизионных элементов , возможность реализации псевдодоверо тностных АЦП методом интегральной полупроводниковой технологии.Thus, the proposed device provides the limiting speed of pseudo-random A1SC conversion achievable using parallel DACs, independence of the conversion rate from the pseudo-random number, increasing the bit size and, accordingly, the accuracy of the ADC without increasing the DAC bit size, ease of implementation with the minimum number of precision elements, the possibility of realizing pseudo-constancy ADCs using the integrated semiconductor technology.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Веро тностный аналого-цифровой преобразователь, содержащий компара- тор, первый вход которого  вл етс  входной шиной, второй вход соединен с выходом цифроаналогового преобразовател , а выход - подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, генератор псевдослучайных чисел, второй элемент И, шину тактовых импульсов, отличающийс  тем что, с целью упрощени  устройства и повышени  точности , в него введены два элемента НЕ, третий элемент И, элемент задержки и выходной регистр, генератор псевдослучайных чисел выполнен в виде п-разр дного сдвигового регистра.A analog-to-digital converter containing a comparator, the first input of which is an input bus, the second input is connected to the output of a digital-to-analog converter, and the output is connected to the first input of the first And element, the output of which is connected to the counting input of the first pulse counter, the second a pulse counter, a pseudo-random number generator, a second And element, a clock pulse bus, characterized in that, in order to simplify the device and improve accuracy, two NOT elements are introduced into it, the third And element, an element delays and the output register, the pseudo-random number generator is made in the form of an n-bit shift register. -. -. с with 0 5 0 5 00 00 5five 00 166166 дешифратора и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а цифроаналоговый преобразователь выполнен в виде трех ключей на полевом транзисторе, каждьй из двух накопительных элементов на первом и втором конденсаторах одинаковой емкости , при этом затворы первого и второго полевых транзисторов подключены соответственно к выходам второго и третьего элементов И, исток первого полевого транзистора соединен со стоком второго полевого транзистора , с первым выводом первого конден-, сатора и истоком третьего полевого транзистора, исток второго полевого транзистора подключен к второму выводу первого конденсатора и к первому выводу второго конденсатора и  вл етс  шиной нулевого потенциала, сток первого полевого транзистора  вл етс  шиной источника опорного напр жени , сток третьего полевого транзистора соединен с вторым выводом второго конденсатора и  вл етс  выходом цифроаналогового преобразовател , а его затвор - с выходом первого элемента НЕ и вторым входом первого элемента И, причем управл ющий вход сдвигового регистра подключен к шине тактовых импульсов и объединен с входом первого элемента НЕ и первыми входами второго и третьего элементов Н, информа1Д1онный вход сдвигового регистра подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ HJH и объединен с вторым входом второго элемента И и через второй элемент НЕ - с вторым входом третьего элемента И, выходы п-разр дов сдвигового регистра соединены с соответствующими входаьш дешифратора, а выходы п-го и i-ro (где 1 i С п) разр дов - с соответствующими входами элемента ИСКдаЧАЮ- 1ЦЕЕ ИЛИ, выход дешифратора через второй счетчик импульсов подключен к первому входу выходного регистра и к входу элемента задержки, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика импульсов, выход которого соединен с вторьм входом выходного регистра, выхо/ол которого  вл ютс  выходной шиной.decoder and element EXCLUSIVE OR, and digital-to-analog converter is made in the form of three keys on the field-effect transistor, each of the two storage elements on the first and second capacitors of the same capacity, while the gates of the first and second field-effect transistors are connected respectively to the outputs of the second and third elements And, source the first field-effect transistor is connected to the drain of the second field-effect transistor, with the first output of the first capacitor and the source of the third field-effect transistor, the source of the second field transistor the source is connected to the second output of the first capacitor and to the first output of the second capacitor and is a zero potential bus, the drain of the first field-effect transistor is the reference voltage source bus, the drain of the third field-effect transistor is connected to the second output of the second capacitor, and is the output of a digital-analog converter, and its gate is with the output of the first element NOT and the second input of the first element I, and the control input of the shift register is connected to the clock bus and is combined with the input of the first element NO and the first inputs of the second and third elements H, the information input of the shift register is connected to the output of the EXCLUSIVE HJH element and combined with the second input of the second element AND and through the second element NO with the second input of the third element AND the outputs of the shift register n-bits connected to the corresponding inputs of the decoder, and the outputs of the nth and i-ro (where 1 i С p) bits - with the corresponding inputs of the element CREATE-1CEE OR, the output of the decoder through the second pulse counter is connected to the first input of the output register and Valid delay element whose output is connected to the input of the first installation of the pulse counter, the output of which is connected to the input of output register vtorm, vyho / ol which are output line. 100 110 011 101 010 001 000100 110 011 101 010 001 000 4four 66 3 5 2 1 О3 5 2 1 О бходgo 4 64 6 3,75 5,53.75 5.5 2 2,75 1 ,375 0,68732 2.75 1, 375 0.6873 ОABOUT ОABOUT +0,75 -ьО,5 0,75 +0,375 +0,6875+0.75 th, 5 0.75 +0.375 +0.6875
SU874375737A 1987-12-07 1987-12-07 Probability analog-digital converter SU1531216A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874375737A SU1531216A1 (en) 1987-12-07 1987-12-07 Probability analog-digital converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874375737A SU1531216A1 (en) 1987-12-07 1987-12-07 Probability analog-digital converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1531216A1 true SU1531216A1 (en) 1989-12-23

Family

ID=21354564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874375737A SU1531216A1 (en) 1987-12-07 1987-12-07 Probability analog-digital converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1531216A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652523C1 (en) * 2017-01-10 2018-04-26 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации Probabilistic device for calculating spectral density of signal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652523C1 (en) * 2017-01-10 2018-04-26 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации Probabilistic device for calculating spectral density of signal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109814367B (en) Time-to-digital converter with gating enabling function
SU1531216A1 (en) Probability analog-digital converter
US11159171B1 (en) Digital slope analog to digital converter device and signal conversion method
RU176659U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
RU2656989C1 (en) Analogue-to-digital converter
RU2205500C1 (en) Analog-to-digital converter
SU1524174A1 (en) Device for conversion of measurement information
SU1115219A1 (en) Device for measuring error of analog-to-digital converter
SU754668A1 (en) Voltage-code converter
SU1591025A1 (en) Device for gc sampling of memory units
SU365829A1 (en) VOLTAGE CONVERTER TO CODE
SU744971A1 (en) Analogue-digital converter
SU293297A1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER PORTS
SU1388989A2 (en) A-d converter
SU1510086A1 (en) A-d converter
SU711678A1 (en) Analogue-digital converter
SU399061A1 (en) PARALLEL AND CONSISTENT THREE-TACT ANALOG-DIGITAL CONVERTER
SU1661998A1 (en) Servo analog-to-digital converter
SU991407A1 (en) Interfacing device
RU2020751C1 (en) Analog-to-digital conversion device
SU1259487A1 (en) Shift-to-residual class system code converter
SU756630A1 (en) Analogue-digital dc voltage deviation converter
SU911722A1 (en) Analogue-digital converter
SU1325462A1 (en) Device for sorting binary numbers
RU2020749C1 (en) Bit-by-bit comparison analog-to-digital converter