SU1732471A1 - Parallel-to-series n-digit analog-to-digital converter with automatic correction of conversion function - Google Patents
Parallel-to-series n-digit analog-to-digital converter with automatic correction of conversion function Download PDFInfo
- Publication number
- SU1732471A1 SU1732471A1 SU884498455A SU4498455A SU1732471A1 SU 1732471 A1 SU1732471 A1 SU 1732471A1 SU 884498455 A SU884498455 A SU 884498455A SU 4498455 A SU4498455 A SU 4498455A SU 1732471 A1 SU1732471 A1 SU 1732471A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- outputs
- block
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/10—Calibration or testing
- H03M1/1009—Calibration
- H03M1/1033—Calibration over the full range of the converter, e.g. for correcting differential non-linearity
- H03M1/1038—Calibration over the full range of the converter, e.g. for correcting differential non-linearity by storing corrected or correction values in one or more digital look-up tables
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/14—Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit
- H03M1/16—Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit with scale factor modification, i.e. by changing the amplification between the steps
- H03M1/162—Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit with scale factor modification, i.e. by changing the amplification between the steps the steps being performed sequentially in a single stage, i.e. recirculation type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к информационно-измерительной технике. Изобретение позвол ет повысить точность преобразовани за счет обеспечени аналоговой коррекции результатов, формируемых в первом такте преобразовани , что позвол ет использовать быстродействующий и высокостабильный , но непрецизионный ЦАП. Коррекци производитс относительно прецизионного регулируемого источника 7 напр жени , точность которого определ ет точность всего устройства. Это достигаетс тем, что в устройство, содержащее k-разр д- ный аналого-цифровой преобразователь 1, цифроаналоговые преобразователи 4, 11, запоминающее устройство 12, вычитающий усилитель 5, сумматор 8, реверсивный счетчик 13, мультиплексор 15, регистр 2, блок 3 управлени , коммутатор 9, введены коммутатор 10, регистр 2, блок 14 сравнени кодов , 1 з.п.ф-лы, 2 ил. п-к fiCH n СП с VJ со го VIThe invention relates to information and measurement technology. The invention makes it possible to increase the accuracy of the conversion by providing analogue correction of the results generated in the first conversion step, which allows the use of a fast-acting and highly stable but non-precision DAC. The correction is made with respect to a precision adjustable voltage source 7, the accuracy of which determines the accuracy of the entire device. This is achieved in that a device containing k-bit analog-to-digital converter 1, digital-to-analog converters 4, 11, memory 12, subtractive amplifier 5, adder 8, reversible counter 13, multiplexer 15, register 2, block 3 control, switch 9, switch 10 is entered, register 2, code comparison block 14, 1 hp ff, 2 Il. fiCH n SP with VJ from th VI
Description
Изобретение относитс к информационно-измерительной технике.The invention relates to information and measurement technology.
Цель изобретени - повышение быстродействи .The purpose of the invention is to increase speed.
На фиг. 1 приведена функциональна схема преобразовател ; на фиг. 2 - функциональна схема блока управлени .FIG. 1 shows a functional diagram of the converter; in fig. 2 - functional block diagram.
Преобразователь (фиг. 1) содержит к- разр дный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, регистр 2, блок 3 управлени , цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, вычитающий усилитель 5, вход б блока 3, регулируемый источник 7 напр жени , сумматор 8, коммутаторы 9 и 10, цифроаналоговый преобразователь 11, запоминающее устройство 12, реверсивный счетчик 13, блок 14сравнени кодов, мультиплексор 15, блокЗ имеет входы 16-18, выход 19, вход 20, выходы 21-28.The converter (Fig. 1) contains a K-bit analog-to-digital converter (ADC) 1, register 2, control unit 3, digital-to-analog converter (DAC) 4, subtractive amplifier 5, input b of unit 3, adjustable voltage source 7, adder 8, switches 9 and 10, digital-to-analog converter 11, memory 12, reversible counter 13, code comparison block 14, multiplexer 15, block 3 has inputs 16-18, output 19, input 20, outputs 21-28.
Блок 3 управлени (фиг. 2) содержит элементы И 29-34, счетчик 35, элементы ИЛИ 36 и 37, триггер 38, элементы 39-42 задержки и счетный триггер 43.The control unit 3 (FIG. 2) contains AND elements 29-34, a counter 35, elements OR 36 and 37, a trigger 38, elements 39-42 of a delay, and a counting trigger 43.
Преобразователь работает в двух режимах: режиме автоматической коррекции и в режиме измерени .The converter operates in two modes: automatic correction mode and in measurement mode.
При подаче питающего напр жени по сигналу начального сброса, который на фиг. 1 и 2 условно не показан, устройство устанавливаетс в исходное состо ние, а на вы- ходе элемента 42 формируетс импульсный сигнал. В исходном состо нии устройство находитс в режиме автоматической коррекции , при этом триггеры 38 и 43, счетчики 13 и 35, регистр 2 обнулены, а в чейках блока 12 установлены нулевые коды.When a supply voltage is applied at the initial reset signal, which in FIG. 1 and 2 are conventionally not shown, the device is reset, and a pulse signal is generated at the output of the element 42. In the initial state, the device is in the automatic correction mode, while the flip-flops 38 and 43, the counters 13 and 35, the register 2 are reset, and zero cells are set in the cells of the block 12.
Режим автоматической коррекции предназначен дл прецизионной настройки m старших разр дов первого такта преобра- зовани .The automatic correction mode is intended for precise adjustment of the m most significant bits of the first conversion cycle.
По нулевому коду счетчика 35 на выходе источника 7 устанавливаетс нулевое напр жение UOST. Врем установки выходного напр жени Uiar определ етс быстродей- ствием источника 7 и не вли ет на быстродействие преобразовател в режиме измерени , а его точность должна быть не менее дискреты младшего разр да всего преобразовател .The zero code of the counter 35 at the output of the source 7 establishes a zero voltage UOST. The setting time of the output voltage Uiar is determined by the speed of source 7 and does not affect the speed of the converter in the measurement mode, and its accuracy must be at least the low-order bits of the entire converter.
По нулевому сигналу с пр мого выхода триггера 38 коммутатор 9 подключает вход преобразовател к выходу источника 7, а по единичному сигналу с инверсного выхода триггера 38 через элемент ИЛИ 37 коммута- тор 10 подключает вход АЦП 1 к выходу вычитающего усилител 5.For the zero signal from the direct output of the trigger 38, the switch 9 connects the converter input to the output of source 7, and for a single signal from the inverse output of the trigger 38 through the element OR 37, the switch 10 connects the input of the A / D converter 1 to the output of the detracting amplifier 5.
В режиме коррекции на выходе счетчика 35 формируетс m старших разр дов преобразовани , которые поступают на входы источника 7 и через мультиплексор 15 наIn the correction mode, at the output of counter 35, m higher conversion bits are generated, which are fed to the inputs of source 7 and through multiplexer 15 to
входы ЦАП 4 и адресные входы запоминающего устройства 12. Эталонное напр жение с выхода источника 7 поступает через коммутатор 9 на вход вычитающего усилител 5, на другие входы которого поступает компенсирующее и корректирующее напр жение , формируемые ЦАП 4 и ЦАП 11. При этом коэффициент передачи дл входного напр жени UBx и сигнала с ЦАП 4 выбираетс в соответствии с выражением Кпер. 2n-kthe DAC 4 inputs and address inputs of the storage device 12. The reference voltage from the output of the source 7 is supplied through the switch 9 to the input of the subtractive amplifier 5, the other inputs of which receive the compensating and correction voltage generated by the D / A converter 4 and DAC 11. In this case, the transmission coefficient for The input voltage UBx and the signal from the DAC 4 are selected in accordance with the Kper expression. 2n-k
Количество разр дов I корректирующего ЦАП 11 выбираетс в соответствии с выражениемThe number of bits I of the corrective DAC 11 is selected in accordance with the expression
I IOQ2I IOQ2
А АЦП- + Д Un/2n А АЦП- + Д Un / 2n
где А- погрешности ЦАП 1 и ЦАП 4;where A is the errors of the DAC 1 and DAC 4;
п - количество разр дов выходного кода .n is the number of bits of the output code.
Коэффициент передачи дл сигнала с ЦАП 11 определ етс выражениемThe transmission coefficient for the signal from the DAC 11 is determined by the expression
гтrm
и and
1one
onon
ш -I w -I
где U - вес старшего разр да корректируемой части выходного кода.where U is the weight of the most significant bit of the adjustable part of the output code.
Через врем , определ емое временем установки источника 7, ЦАП 4, ЦАП 11 и вычитающего усилител 5, на выходе элемента 42 сформируетс передний фронт единичного сигнала, поступающий через элемент 36 на вход Запуск АЦП 1.After a time determined by the installation time of the source 7, DAC 4, DAC 11 and subtractive amplifier 5, the output of element 42 will form the leading edge of a single signal coming through element 36 to the input of Starting A / D converter 1.
На выходе АЦП 1 формируетс k младших разр дов второго такта преобразовани . По команде Готовность АЦП 1 запуститс элемент 41 и на выходе 28 блока 3 формируетс сигнал Конец преобразовани , который даст разрешение на прохождение сигналов коррекции от блока 14 через блок 3 на реверсивный счетчик 13. Блок 14, осуществл сравнение бипол рного кода k младших разр дов с бипол рным кодом нулевого напр жени , вырабатывает сигналы разности и равенства кодов.At the output of the A / D converter 1, k lower bits of the second conversion cycle are generated. On the Readiness command of the A / D converter 1, the element 41 is started and the output of the 28 of the block 3 generates a signal of the Conversion end, which will allow the correction signals from the block 14 to pass through the block 3 to the reversible counter 13. The block 14, compared the bipolar code k of the lower order bits a bipolar zero-voltage code, it generates difference and equality signals.
Таким образом, по сигналу Конец преобразовани на выходе 25 блока 3 сформируетс импульсный сигнал, разрешающий запись в счетчик 13 кода с выхода запоминающего устройства 12 по выбранному адресу соответствующих старших разр дов. Одновременно по сигналу Конец преобразовани запуститс элемент 40. Длительность задержки определ етс временем записи по установочным входам кода в счетчик 13. Импульсный сигнал с выхода элемента 40 проходит или на суммирующий,Thus, according to the signal of the Conversion end, the output 25 of the block 3 generates a pulse signal allowing writing to the counter 13 a code from the output of the memory 12 at the selected address of the corresponding high-order bits. Simultaneously, the signal 40 ends the conversion. Element 40 starts. The delay is determined by the recording time of the installation inputs of the code in counter 13. The pulse signal from the output of element 40 passes to the summing,
или на вычитающий вход счетчика 13 в зависимости от знака разности блока 14 и запускает элемент 39. Длительность задержки элемента 39 определ етс временем установки счетчика 13. Импульсный сигнал с выхода элемента 39 производит запись выходного кода счетчика 13 в запоминающее устройство 12. Данный код преобразуетс ЦАП 11 в корректирующее напр жение, поступающее на вычитающий вход усилител 5. Откорректированное напр жение с выхода усилител 5 через коммутатор 10 поступает на вход АЦП 1, запуск которого осуществл етс импульсным сигналом элемента 41 задержки. Длительность сигнала задержки определ етс временем установлени напр жени на выходе усилител 5. Результат преобразовани с выхода АЦП 1 вновь поступит на блок 14. В случае отсутстви равенства этого кода нулевому значению цикл работы устройства повтор етс до момента сравнени кодов в блоке 14. При получении на выходе АЦП 1 нулевого кода блок 14 выработает сигнал равенства , который через элементы И 29, 30 поступит на счетный вход счетчика 35. По коду счетчика 35 источник 7 выдаст следующее эталонное напр жение, и процесс коррекции по новому адресу повторитс аналогично рассмотренному. Таким образом , в режиме коррекции осуществл етс прецизионна настройка m старших разр дов первого такта преобразовани . При этом корректирующие значени напр жений m старших разр дов, вырабатываемых ЦАП 11, записаны в запоминающее устройство 12 по адресам, соответствующим кодам эталонных напр жений.or to the subtracting input of the counter 13 depending on the sign of the difference of the block 14 and starts the element 39. The delay time of the element 39 is determined by the installation time of the counter 13. The pulse signal from the output of the element 39 records the output code of the counter 13 into the memory 12. This code is converted by the DAC 11 to the correction voltage supplied to the subtracting input of the amplifier 5. The corrected voltage from the output of the amplifier 5 through the switch 10 is fed to the input of the ADC 1, which is triggered by a pulse signal cient 41 delay. The duration of the delay signal is determined by the time of setting the voltage at the output of amplifier 5. The result of the conversion from the output of ADC 1 will again go to block 14. In the event that this code does not equal the zero value, the device's operation cycle is repeated until the codes in block 14 are compared. The output of ADC 1 of zero code unit 14 will generate an equality signal, which through elements 29, 30 will go to the counter input of counter 35. According to counter code 35, source 7 will generate the following reference voltage, and the correction process will be The same way is repeated. Thus, in the correction mode, the m high-order bits of the first conversion cycle are precisely tuned. In this case, the correction values of the voltages m of the most significant bits generated by the D / A converter 11 are recorded in the memory 12 at the addresses corresponding to the codes of the reference voltages.
Рассмотрим работу устройства в режиме измерени . Данный режим начинаетс с приходом команды Пуск. При этом независимо от состо ни элементов устройства в режиме коррекции триггер 38 перейдет в единичное состо ние, а триггер 43 - в нулевое состо ние и через элемент 36 на АЦП 1 пройдет сигнал Запуск АЦП. Единичный сигнал с пр мого выхода триггера 38 переключит коммутатор 9 с выхода источника 7 на вход устройства, а мультиплексор 15 - с выхода счетчика 35 на выход регистра 2 и сбросит счетчик 35 в нулевое состо ние, а нулевой сигнал с инверсного выхода запретит прохождение сигналов записи в счетчик 13 и запоминающее устройство 12, заблокировав элемент 34. Нулевой сигнал с пр мого выхода триггера 43 через элемент 37 переведет устройство в первый такт преобразовани , переключив через коммутатор 10 вход АЦП 1 с выхода усилител 5 на выход коммутатора 9, разрешит запись в регистрConsider the operation of the device in the measurement mode. This mode starts with the arrival of the Start command. In this case, regardless of the state of the device elements in the correction mode, the trigger 38 will go to one state, and the trigger 43 will go to the zero state and the ADC Start signal will pass through element 36 to ADC 1. A single signal from the direct output of the trigger 38 switches the switch 9 from the output of source 7 to the device input, and the multiplexer 15 from the output of counter 35 to the output of register 2 and resets the counter 35 to the zero state, and a zero signal from the inverse output will block the passage of recording signals into the counter 13 and the storage device 12, blocking the element 34. The zero signal from the direct output of the trigger 43 through the element 37 will switch the device to the first conversion cycle, switching the input of the A / D converter 1 from the output of the amplifier 5 to the output of the switch 9, allow entry to the register
2 и заблокирует прохождение сигнала Готовность АЦП через элемент 33 на выход Конец преобразовани .2 and blocks the passage of the Readiness signal of the A / D converter through element 33 to the output of the Conversion end.
На выходе k-разр дного АЦП 1 формируетс m старших разр дов первого такта преобразовани , записываемых в регистр 2. По окончании преобразовани вырабатываетс сигнал Готовность АЦП 1, который переводит триггер 43 в единичное состо 0 ние, что соответствует переходу устройства во второй такт преобразовани . По единичному сигналу с пр мого выхода триггера 43 регистр 2 переходит в режим хранени , элемент 33 разблокируетс , вход АЦП 1 черезAt the output of the k-bit ADC 1, m higher bits of the first conversion cycle are written to register 2. Upon the completion of the conversion, the Readiness signal of the A / D converter 1 is generated, which translates the trigger 43 into the unit state 0, which corresponds to the transition of the device to the second conversion cycle. On a single signal from the direct output of the trigger 43, the register 2 switches to the storage mode, the element 33 is unlocked, the input of the A / D converter 1 through
5 коммутатор 10 переключаетс к выходу усилител 5, и запускаетс элемент 41 задержки . На пр мой вход усилител 5 поступает входное напр жение, а на инвертирующие входы - компенсирующее напр жение ЦАП5, the switch 10 switches to the output of the amplifier 5, and the delay element 41 is started. The input voltage of the amplifier 5 is fed to the input voltage, and to the inverting inputs is the compensating voltage of the DAC.
0 4 и корректирующее напр жение с ЦАП 11 первого такта преобразовани .Точность задани компенсирующего напр жени равна точности датчика 7, так как в режиме настройки были скорректированы все значе5 ни m старших разр дов. Значени коррекций записаны в запоминающее устройство 12 по адресам, соответствующим кодам старших разр дов. Вес младшего разр да ЦАП 11 должен быть не более дис0 креты младшего разр да формируемого п- разр дного выходного кода устройства. Максимальное значение коррекции ЦАП 11 выбираетс из расчета компенсации максимальной погрешности ЦАП 4.0 4 and the correction voltage from the DAC 11 of the first conversion cycle. The accuracy of setting the compensating voltage is equal to the accuracy of sensor 7, since all the values of m most significant bits were corrected in the setup mode. Correction values are stored in memory 12 at the addresses corresponding to the high-order codes. The low-order bit weight of the D / A converter 11 must not exceed the low-order disk of the n-bit output device code being generated. The maximum correction value of the D / A converter 11 is selected on the basis of compensation for the maximum error of the D / A converter 4.
5 Сигнал Готовность АЦП 1, задержанный элементом 41, поступает на вход Запуск АЦП 1. На выходе АЦП 1 формируетс k младших разр дов второго такта преобразовани . На вход сумматора 8 поступает m5 A Readiness signal of the A / D converter 1, delayed by the element 41, is input to the Start of the A / D converter 1. At the output of the A / D converter 1, k lower bits of the second conversion cycle are generated. The input of the adder 8 receives m
0 старших разр дов с регистра 2 и k младших разр дов с АЦП 1. На выходе сумматора 8 формируетс n-разр дный код преобразовател . При этом дл обеспечени стыковки кодов первого и второго тактов преобразо5 вани вводитс знаковый разр д и во втором такте преобразовани , в результате чего разр дность выходного кода преобразовател запишетс в виде n (k - 1) + т. По окончании второго такта АЦП 1 формирует0 high bits from register 2 and k low bits from ADC 1. At the output of adder 8, an n-bit code of the converter is generated. In this case, to ensure the coupling of the codes of the first and second conversion cycles, a sign bit is entered in the second conversion cycle, as a result of which the output code of the converter code is written as n (k - 1) + m. At the end of the second cycle, the ADC 1 generates
0 сигнал Готовность, и на выходе элемента 33 вырабатываетс сигнал Конец преобразовани , по которому триггер 38 обнул етс , и преобразователь переходит в режим коррекции.0, the Ready signal, and at the output of element 33, a signal of the end of the transformation is produced, according to which the trigger 38 is zeroed, and the converter enters the correction mode.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884498455A SU1732471A1 (en) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Parallel-to-series n-digit analog-to-digital converter with automatic correction of conversion function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884498455A SU1732471A1 (en) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Parallel-to-series n-digit analog-to-digital converter with automatic correction of conversion function |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1732471A1 true SU1732471A1 (en) | 1992-05-07 |
Family
ID=21406037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884498455A SU1732471A1 (en) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Parallel-to-series n-digit analog-to-digital converter with automatic correction of conversion function |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1732471A1 (en) |
-
1988
- 1988-09-20 SU SU884498455A patent/SU1732471A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР Г 1367156, кл. Н 03 М 1/44, 1988. Авторское свидетельство СССР Мг 1667246, кл. Н 03 М 1/40, 1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4831381A (en) | Charge redistribution A/D converter with reduced small signal error | |
EP0698315B1 (en) | Algorithmic a/d converter with digitally calibrated output | |
JPS6323687B2 (en) | ||
JPS6326926B2 (en) | ||
US5926123A (en) | Self calibration circuitry and algorithm for multipass analog to digital converter interstage gain correction | |
EP0289081B1 (en) | Digital-to-analog converter | |
SU1732471A1 (en) | Parallel-to-series n-digit analog-to-digital converter with automatic correction of conversion function | |
RU2017203C1 (en) | Analog input device | |
RU2020749C1 (en) | Bit-by-bit comparison analog-to-digital converter | |
RU1837392C (en) | Analogue-to-digital converter | |
RU2007024C1 (en) | Analog-to-digital digitizer having floating-point output | |
JPS6198022A (en) | Sequential comparison system analog digital converter | |
SU1698895A1 (en) | Data recorder | |
SU834892A1 (en) | Analogue-digital converter | |
RU1807559C (en) | Device for digital-to-analog conversion | |
SU1200421A1 (en) | Analog-to-digital converter | |
SU920379A1 (en) | Digital registrator | |
RU2037267C1 (en) | Analog-to-digital converter | |
SU1547067A1 (en) | D-a converter | |
SU1197078A1 (en) | Analog-to-digital converter | |
SU1302435A1 (en) | Digital-to-analog converter with automatic non-linearity correction | |
SU395875A1 (en) | ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
SU744971A1 (en) | Analogue-digital converter | |
SU840942A1 (en) | Multiplying-dividing device | |
SU1578809A1 (en) | Device for checking digit-analog converters |