SU819955A1 - Быстродействующий аналого-цифровойпРЕОбРАзОВАТЕль - Google Patents

Description

(54) ББ1СТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относитс  к области радиоэлектроники и может быть использовано в измерительной и вычислительной технике.

Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), в котором аналоговый сигнал записываетс  на мишени запоминающей электроннолучевой трубки (ЗЭЛТ), с которой затем считываетс  растром телевизионного типа и преобразуетс  в код. Использование ЗЭЛТ в АЦП позвол ет преобразовывать в код однократные процессы мксек и нсек диапазонов 1. Недостатками данного АДП  вл ютс  невысокие быстродействие и надежность.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  и надежности АЦП.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предложенный АЦП, содержащий согласующий блок, вычислительный блок, дополнительно введены п компараторов, соответствующих оси ординат на туннельных диодах п блоков управлени  соответствующих оси ординат, п шифраторов, генератор пилообразного напр жени , m компараторов, соответствующих оси абцисс на туннельных диодах , m блоков управлени , соответствующих

оси абцисс, m групп линий задержек по К линий задержек в каждой m (1 + к) п элементов И, т(1+к) регистров оперативной пам ти и блок перезаписи. Первые входы компараторов, соответствующих оси ординат

объединены и подключены к выходу согласующего блока, BTOpbie входы компараторов, соответствующих оси ординат, подключены к первым выходам соответствующих блоков управлени , вторые выходы которых подключены к управл ющим входам соответствующих шифраторов, а входы блоков управлени  подключены к управл ющим выходам блока перезаписи. Первые входы компараторов , соответствующих оси абцисс, объединены и подключены к выходу генератора пилообразного напр жени , запускающий вход которого подключен д выходу синхроимпульсов согласующего блока. Вторые входы компараторов, соответствующих оси абцисс , подключены к соответствующим блокам управлени , соответствующим оси абцисс , а выходы компараторов, соответствующих оси абцисс, подключены к входам соответствук )щих групп линий задержек, выходы которых, а также выход каждого компаратора , соответствующего оси абцисс, подключены к соответствующим оси абцисс входам соответствующих элементов И. п входы соответствующие оси ординат, объединены и подключены к выходам компараторов, соответствующих оси ординат, а п управл ющих выходов элементов И подключены к п управл ющим входам соответствующих регистров оперативной пам ти, п информационных входов которых подключены к выходам соотг ветствующих щифраторов. Информационные выходы регистров подключены к соответствующим входам блока перезаписи, сигнальные выходы которого подключены к входу вычислительного блока, m (1+к) информационных выхода блока перезаписи подключены к группам информационных входов блока перезаписи регистров оперативной пам ти . Управл ющий вход конца записи подключен к управл ющему входу генератора пилообразного напр жени .

На чертеже приведена структурна  схема устройства.

Быстродействующий АЦП содержит согласующий блок 1, компараторов 2, 3, соответствующих оси ординат, на туннельных диодах п блоков управлени  4, 5, соответствующих оси ординат, п схем щифраторов 6, 7, генератор пилообразного напр жени  8, m компараторов 9, 10, соответствующих оси абцисс на туннельных диодах, ш блоков управлени  11, 12, соответствующих оси абцисс m групп линий задержек 13-18 по К линий задержки, в каждой, m (1+К) « элементов И 19-22, т(1+/С) регистров оперативной пам ти 23-26, блок перезаписи 27 и вычислительный блок 28.

Исследуемый сигнал с выхода согласующего устройства поступает на первые входы компараторов, соответствующих оси ординат . Ранее сформированный в согласующем устройстве синхроимпульс запускает генератор 8. Генератор 8 формирует пилообразные импульсы, врем  нарастани  которых равно времени спада и которые подаютс  на входы компараторов, соответствующих оси абцисс. Опорные напр жени  компараторов соответствующих оси абцисс, также как и компараторов, соответствующих оси ординат , с увеличением номера компаратора увеличиваетс  на посто нную величину (щаг дискретизации). Дл  уменьщени  временного масщтаба используютс  высокочастотные линии задержки, которые объединены в группы таким образом, что задержки последующей линии задержки больще задержки предыдущей линии задержки на выбранный временный щаг (щаг дискретизации по оси X). Входы групп линий задержек подключены к выходам соответствующих компараторов . Генератор 8 компараторы, соответствующие оси абцисс, на туннельных диодах и высокочастотные линии задержки позвол ют получать минимальный щаг дискретизации на прот жении любого времени.

т. е. преобразовывать в код любые длительности исследуемых импульсов. При достижении исследуемого сигнала на входе компараторов , соответствующего оси ординаты по амплитуде уровн  срабатывани  компараторов , импульсы срабатывани  с выходов соответствующих компараторов поступают на входы элементов И и при совпадении по времени с одним из импульсов, поступающих с выходов компараторов, соответствующих оси абцисс, или линий задержек на вторые

входы элементов И, срабатывает соответствующий элемент И, который в регистре данной временной метки открывает входной коммутатор данного компаратора, соответствующий оси ординат, , и код мгновенного

значени  амплитуды исследуемого сигнала, фиксируемый данным компаратором, из щифратора этого компаратора переписываетс  в данный регистр. При срабатывании какогонибудь элемента И импульсом срабатывани , который по вл етс  на выходе этого

элемента, блокируютс  все остальные элементы и, таким образом, в регистр может быть записан только код одного щифратора . Длительность импульсов компарации, которые формируютс  на выходах компараJ торов, соответствующих оси абцисс и ординат и временные интервалы, формируемые лини ми задержки, выбираютс  с таким расчетом , что импульс компарации, всегда совпадает по времени, если не с последующим импульсом временной щкалы, то с предыдущим. Провалы исключены. Это, обеспечивает регистрацию кода каждого мгновенного значени  исследуемого сигнала, фиксируемого компараторами, соответствующими оси ординат. Коды регистров оперативной пам ти контролируютс  блоком перезаписи. После срабатывани  какого-нибудь компаратора соответствующего оси ординат или группы компараторов, соответствующих оси ординаты и записи соответствующих кодов мгновенных значений напр жений исследуемого

0 сигнала в регистры оперативной пам ти, этот компаратор или группа компараторов, соответствующих оси ординат, перевод тс  на новый уровень срабатывани  при помощи соответствующих блоков управлени , на управл ющие входы которых от блока nepes записи поступают сигналы, указывающие характер изменени  исследуемого сигнала , (рост или спад мгновенных значений напр жени ). Блоком управлени  также измен етс  и код соответствующего щифратора.

Новый код щифратора соответствует новому уровню срабатывани  соответствующего компаратора. Таким же образом измен ютс  и уровни срабатывани  компараторов, соответствующих оси абцисс, при помощи соответствующих блоков управлени  соответствующих оси абцисс. Только здесь не указываетс  характер изменени  сигнала на входах компараторов. Коды временных меток в регистры оперативной пам ти заносит

блок перезаписи, который измен ет их в соответствии с количеством сформированных пилообразных импульсов. После записи кодов исследуемого сигнала во все  чейки пам ти внешнего вычислительного блока, блок перезаписи вырабатывает импульс «Конец записи, который переводит генератор 8 в ждущий режим. АПЦ готово к следующему преобразованию.

Перед преобразованием и записью кодов исследуемого сигнала в пам ть вычислительного блока и после его записи производитс  калибровка АЦП калибровочными импульсами от внешнего калибратора. Вычислительный блок на основании преобразовани  АЦП калибровочных импульсов производ т коррекцию преобразовани  исследуемого сигнала и необходимого дл  оператора или последующих устройств обработку записанной и скорректированной информации.

Врем  переключени  туннельных диодов находитс  в пикосекундном диапазоне, что позвол ет преобразовывать сигналы нанои микросекундного диапазонв.

Исключение ЗЭЛТ повышает быстродействие и надежность АЦП.

Claims (1)

1. Измеритель переходных процессов R 79 12 АД - Каталог фирма Tektronix, 1979 (прототип).

fji