SU762157A1 - A-d converter - Google Patents
A-d converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU762157A1 SU762157A1 SU701608022A SU1608022A SU762157A1 SU 762157 A1 SU762157 A1 SU 762157A1 SU 701608022 A SU701608022 A SU 701608022A SU 1608022 A SU1608022 A SU 1608022A SU 762157 A1 SU762157 A1 SU 762157A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- elements
- block
- potential
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
. 1. one
Устройство относится к вычислительной технике и предназначено для работа в составе аналого-цифровьпс комплексов обработки информации, автоматического управления и регулирования. Известны аналого-цифровые преобразователи с предварительной статистической обработкой выборок преобразо1 вания с учетом собтношения шума и величины уровня квантования (О.The device relates to computing technology and is designed to work as part of analog-digital information processing complexes, automatic control and regulation. Known analog-to-digital converters with pre-processing of statistical samples 1 Bani transformation considering sobtnosheniya noise and quantization level values (O.
Указанный аналого-цифровой пре-, образователь обладает высоким быстродействием и точностью при фиксированных соотношениях собственного шума и уровня квантования1 но не позволяет перенастраивать число разрядов в процессе преобразования непрерывной информации.The specified analog-to-digital converter, has high speed and accuracy at fixed ratios of intrinsic noise and quantization level 1, but it does not allow reconfiguring the number of bits in the process of converting continuous information.
Известны аналого-цифровые преобразователи напряжения в код, построенные в виде следящей системыKnown analog-to-digital voltage converters in the code, built in the form of a tracking system
с обратной связью,' где напряжениеwith feedback, where voltage
обратной связи образуется суммиро—feedback is summed—
22
ванием приращений на эталонных весовых резисторах. Высокое быстродействие и точность преобразования в этих устройствах достигается вклю— . чением дополнительных элементов сравнения в цепи обратной связи преобразователей кода в напряжение цепи, либо путем применения многошкально,го считывания с набором шкал, эталонов уровней, сумматоров и сравнивающих элементов [2] и [33.increments on the reference weight resistors. High speed and accuracy of conversion in these devices is achieved by -. Additional comparison elements in the feedback circuit of code-to-voltage transducers, or by using multi-scale reading with a set of scales, level standards, adders, and comparing elements [2] and [33.
Наиболее близким к изобретению является аналого-цифровой преобразователь* состоящий из элемента сравнения, ключей, позволяющих коммутировать взвешенные ,по двоичному закону токи реверсивного двоичного счетчика, выполняющего функцию регистра и управляющего блока (43.The closest to the invention is an analog-to-digital converter * consisting of a comparison element, keys, which allow switching weighted, binary-binary currents of a reversible binary counter that performs the function of a register and a control unit (43.
Недостатком данного устройстваThe disadvantage of this device
является низкая точность выходнойis low precision output
информации при уменьшении отношенияinformation while reducing the ratio
сигнал - шум на входе преобразователя.signal - noise at the input of the converter.
33
4four
Цель изобретения - повышение точности выходной информации анало го-цифрового преобразователя.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the output analog-go digital converter.
Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой лреобра1 зователь, содержащий устройство для преобразования* включающее в себя элемент сравнения, ключевой блок, взвешивающих элементов, реверсивный счетчик и управляющий блок, введен блок для автоматического выбора чис· ла разрядов.This goal is achieved in that an analog-digital converter 1 receiver, containing a device for converting * including a comparison element, a key block, weighing elements, a reversible counter and a control block, is entered a block for automatic selection of the number of digits.
Введение блока автоматического выбора разрядов позволяет отслеживать изменение соотношений шума заThe introduction of the block of automatic selection of discharges allows you to track changes in the ratio of noise for
' счет изменения уровня квантования, причем максимальное число разрядов устанавливается при малых уровнях шума или при отсутствии шума, и число разрядов уменьшается с ростом'by changing the level of quantization, with the maximum number of bits set at low noise levels or in the absence of noise, and the number of bits decreases with increasing
уровня шума в преобразуемом сигнале . за счет обнуления η младших разрядов из общего числа N разрядов преобразователя. noise level in the converted signal. due to zeroing η low-order bits from the total number N of the bits of the converter.
Оптимально допустимое возможное число η блокируемых разрядов из общего числа N разрядов оценивается экспериментально с учетом собственных погрешностей АЦП.The optimally admissible possible number of η blocked bits from the total number of N bits is estimated experimentally, taking into account the intrinsic errors of the ADC.
На фиг. 1 приведена функциональная схема аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 - структурная схема.блока для автоматического выбора оптимального числа разрядов.. АЦП.FIG. 1 shows a functional diagram of an analog-to-digital converter; in fig. 2 - block diagram of the block to automatically select the optimal number of digits .. ADC.
На вход аналого-цифрового преобразователя поступает от источника информации сигнал у, содержащий полезный сигнал х и аддитивную помеху ^,у=х+«|.The input of the analog-to-digital converter comes from a source of information, the signal y, containing the useful signal x and additive interference ^, y = x + «|.
Ко входу устройства подключены последовательно соединенные между собой блок 1 для выделения сигнала помехи, блок 2 для формирования абсолютной величины сигнала помехи, масштабный блок 3 и блок 4 для авто’ матического выбора числа разрядов, состоящий из формирователя 4^ приз· нака оптимальной разрядности и устройства 4 г для блокировки младших разрйдов.The unit 1 is connected to the device input in series with each other, block 1 for extracting the interference signal, block 2 for generating the absolute value of the interference signal, scale unit 3 and block 4 for automatic selection of the number of digits, consisting of the former 4 ^ priz · nak optimum capacity and device 4 g to block low-level gaps.
Преобразователь 5 состоит из сравнивающего элемента 6, ключей, и блока 7 взвешивающих элементов, реверсивного счетчика 8 и управляющего блока 9.The Converter 5 consists of a comparison element 6, keys, and a block 7 of the weighing elements, a reversible counter 8 and a control block 9.
Сравнивающий элемент 6 блока 4,Comparing element 6 of block 4,
представляет собой η суммирующихrepresents η summing
1515
2020
762157762157
усилителей 10 постоянного тока,DC amplifiers 10,
1 на·один вход, которых через резистор 11 подаетря сигнал |кП, или ΙμΊ с выхода масштабного блока 3, а на другой вход также через резистор 11 подается эталонное напряжение и э или иэ соответствующее уровням квантования 42,...,ςη, при переключении соответствующих разря— 1 per · one input, which through resistor 11 sends a signal | kP, or ΙμΊ from the output of the scale unit 3, and the other input also through resistor 11 is fed a reference voltage and e or e corresponding to the quantization levels 4 2 , ..., ς η , when switching the corresponding discharge
10 дов реверсивного счетчика АЦП. Выход каждого из η усилителей 10. элемента сравнения сигналов и Ц, подключен к соответствующему входу коммутатора и формирователя признака оптимальной разрядности, построенного в виде двух групп триггеров Шмидта 12 и 13 с попарно объединенными. входами и сЬответственно настроенными порогами срабатывания.10 dov reversing counter ADC. The output of each of the η amplifiers 10. element of the comparison of signals and C, is connected to the corresponding input of the switch and the shaper of the sign of the optimal width, built in the form of two groups of Schmidt triggers 12 and 13 with pairwise combined. inputs and b correspondingly configured thresholds.
. Выходы обеих групп триггеров Шмидта 12 и 13 подключены непосредственно и через сумму инвертора НЕ 14 к входам соответствующих элементов совпадения И 15, сигналы 25 на выходах которых служат признаком оптимальной разрядности.. The outputs of both groups of Schmidt triggers 12 and 13 are connected directly and through the sum of the inverter NOT 14 to the inputs of the corresponding AND 15 matching elements, the signals 25 at the outputs of which indicate the optimal bit depth.
Устройство 42 для блокировки младших разрядов АЦП состоит из группы логических элементов ИЛИ 16,The device 42 to block the low-order bits of the ADC consists of a group of logical elements OR 16,
30 НЕ импульсно-потенциальных элементов Ц 18, группы импульсных усилителей 19. . ‘30 NOT pulse-potential elements of the C 18, a group of pulse amplifiers 19.. '
Как показано на фиг. 2, п входов блока 42 подключены к выходным шинам блока 41, в котором формируется сигнал признака оптимальной разрядности.As shown in FIG. 2, n inputs of the block 42 are connected to the output buses of the block 4 1 , in which the signal of the sign of the optimum capacity is generated.
Блокировка переносов с младших разрядов на старшие происходит при отключении и гашении соответствую’.щего количества младших разрядов в зависимости от соотношения уровня помехи и пороговых напряжений кц и иэ.Blocking transfers from low-order bits to high-order ones occurs when the corresponding number of low-order bits are turned off and extinguished, depending on the ratio of the noise level and the threshold voltages kc and and e .
Устройство 5 преобразования представляет собой электронную следящую систему с обратной связью, отрабатывающую приращение входной величины и использующую в качестве ре-*'The device 5 conversion is an electronic tracking system with feedback, working out the increment of the input value and using as re- * '
50 гистра реверсивный счетчик 8, состоящий из триггеров 20, элементов совпадения И 21. 50 gistra reversive counter 8, consisting of triggers 20, elements of the match And 21.
Для управления переносом и блокировкой младших разрядов по сигна55 лам устройства 4 2 для блокировки используется управляющий блок 9, который состоит из генератора 22 импульсов, импульсно-потенциальныхTo control the transfer and blocking of low-order bits on the signals of 55 lam of the device 4 2 for blocking, the control unit 9 is used, which consists of a generator of 22 pulses, pulsed-potential
3535
4040
762157762157
элементов И 23, одновибраторов 24, элемента ИЛИ 25.elements And 23, one-shot 24, the element OR 25.
В целях управления переносом реверсивного счетчика 8 используется ' импульсно-потенциальный элемент 21 5·In order to control the transfer of the reversible counter 8, a pulse potential element 21 5 · is used.
совпадения. Он обеспечивает блокировку переноса с отключаемых разрядов при их обнулении на оставшиеся рабочие разряды реверсивного счетчика 8.matches It provides blocking of transfer from switchable discharges when they are zeroed for the remaining working discharges of the reversible counter 8.
Принцип работы предлагаемого ана- 10 лого-цифрового преобразователя с автоматическим выбором оптимального числа разрядов заключается в следующем.The principle of operation of the proposed analog-digital converter with automatic selection of the optimal number of digits is as follows.
Из входного сигнала у* после преоб- разования его в блоке 1 для выделения 15 сигнала помехи в формирователе 2 абсолютной величины сигнала помехи и в масштабном блоке 3 формируется сигнал, пропорциональный уровню помехиFrom the input signal y *, after transforming it in block 1, to extract 15 the interference signal in the imager 2, the absolute value of the interference signal and in the scale unit 3 a signal is generated that is proportional to the interference level
/М | или ,кг)г| . 20/ M | or kg) g | . 20
Элемент сравнения, коммутатор и формирователь 4 признака оптимальной рядности производит на выходе возбуждение одной из η шин в зависимости от уровня сигнала, получаемого с блока 3 и сравнения его с пороговыми эталонными напряжениями Ц ,...The comparison element, the switch and the shaper 4 of the sign of the optimal row width produce at the output the excitation of one of the η tires depending on the signal level received from block 3 and comparing it with the threshold reference voltages C, ...
/Аь ·/ Ai ·
Если сигнал с блока 3 меньше иЭ1, то.не возбуждена ни одна из шин на выходе блока 4, и АЦП рабо- -30 тает с максимальным числом разрядов.If the signal from block 3 is less and E1 , then none of the buses at the output of block 4 is excited, and the ADC works - 30 melts with the maximum number of digits.
При достижении сигнала с блока 3 определенного порогового значения включается соответствующая шина на выходе блока 4,. Возбуждение одной 35 из шин блока 4 , управляет работой блока 4г. Блок 42 осуществляет в зависимости от возбужденной шины блокировку и обнуление соответствующего числа младших разрядов устройства. 40When the signal from block 3 reaches a certain threshold, the corresponding bus is turned on at the output of block 4 ,. The excitation of one of the 35 tires of block 4, controls the operation of block 4 g . Unit 4 2 performs, depending on the excited bus, blocking and resetting the corresponding number of low-order bits of the device. 40
Число блокируемых младших разрядов будет меняться, увеличиваясь при повышении уровня помехи и уменьшаясь до нуля при понижении уровня помехи и стационарном характере входного сигнала у.The number of blocked low-order bits will vary, increasing as the level of interference increases and decreasing to zero as the level of interference decreases and the stationary nature of the input signal y.
В первом случае для сигнала у по прямой цепи устройство 5 работает с уменьшенным числом разрядов и на выходе АЦП образуется цифровой код видаIn the first case, for a signal y in a straight line, device 5 operates with a reduced number of digits and a digital code is formed at the output of the ADC
у=х+д7 + дЛ ,y = x + d7 + dL,
где л1/ - остаточная часть аддитивной помехи преобразуемого входного сигнала;where l 1 / is the residual part of the additive noise of the converted input signal;
- собственная погрешность устройства с η блокируемыми разрядами.- own error of the device with η blocking digits.
За счет фильтрующих свойств зоны нечувствительности устройства и исключения накопленной погрешности на каждом обращении за счет обнуления младших разрядов при их блокировке (ф/ и должно быть выражено соотношение + Δλ/η .Due to the filtering properties of the dead zone of the device and the exclusion of the accumulated error in each treatment due to zeroing the low-order bits when they are blocked (f / the ratio + Δλ / η should be expressed.
Если й*) + δΑ // ,If th *) + δΑ //,
то число блокируемых разрядов η недопустимо велико и η необходимо уменьшить с целью снижения собственной погрешности преобразователя & к ,then the number of blocked discharges η is unacceptably large and η must be reduced in order to reduce the converter’s own error & к,
Во втором случае, когда помехи нет, либо она меньше минимального порогового уровня иэ1 (ц ), на выходе. АЦП получаем код: у=х+л^, где Δ/1 < собственная погрешностьIn the second case, when there is no interference, either it is less than the minimum threshold level and e1 (c) at the output. ADC get the code: y = x + l ^, where Δ / 1 <own error
преобразователя (уст—converter (mouth -
• ройства 5) с максимально возможным числом разрядов Ν.• roystva 5) with the maximum possible number of digits Ν.
Аналого-цифровое моделирование предлагаемого устройства подтвердило повышение точности выходной информации АЦП за счет исключения накапливаемых погрешностей.Analog-digital simulation of the proposed device has confirmed the increase in the accuracy of the output information of the ADC by eliminating the accumulated errors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU701608022A SU762157A1 (en) | 1970-12-22 | 1970-12-22 | A-d converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU701608022A SU762157A1 (en) | 1970-12-22 | 1970-12-22 | A-d converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU762157A1 true SU762157A1 (en) | 1980-09-07 |
Family
ID=20462947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU701608022A SU762157A1 (en) | 1970-12-22 | 1970-12-22 | A-d converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU762157A1 (en) |
-
1970
- 1970-12-22 SU SU701608022A patent/SU762157A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB1101969A (en) | Bipolar analog to digital converter | |
SU762157A1 (en) | A-d converter | |
EP0241733A2 (en) | A fast high resolution analog to digital converter | |
US3665457A (en) | Approximation analog to digital converter | |
SU902245A1 (en) | Device for measuring digital-analogue converter error | |
SU756624A1 (en) | Voltage-to-code converter | |
KR910005636Y1 (en) | Analog to digital converter | |
SU905871A1 (en) | Digital decimal meter of pulse mean frequency | |
SU743193A1 (en) | Series-parallel analogue-digital converter | |
SU691878A1 (en) | Digital integrator | |
SU756626A1 (en) | Probabilistic analogue-to-code converter | |
SU632078A1 (en) | Method and apparatus for analogue-digital conversion | |
SU1120322A1 (en) | Digital function generator | |
SU817999A1 (en) | Device for measuring digital-analogue converter error | |
SU847318A1 (en) | Binary-to bcd code converter | |
RU2132043C1 (en) | Gear for autonomous measurement of physical quantities | |
SU962941A2 (en) | Stochastic device for raising to integer power | |
SU1260915A1 (en) | Versions of automatic control system | |
SU1383345A1 (en) | Logarithmic converter | |
SU947956A1 (en) | A-d converter | |
SU1184094A1 (en) | Digital parallel-sequential balancing voltmeter | |
RU63626U1 (en) | CODE VOLTAGE CONVERTER | |
SU517998A1 (en) | Adaptive A / D Converter | |
SU869022A1 (en) | Voltage-to-parallel type code converter | |
SU947870A1 (en) | Functional frequency converter |