SU869026A1 - Параллельный аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к импульсной технике и используетс  в систе-. мах обработки информации.

Известен параллельный аналого-цифровой преобразователь, содержащий группу компараторов старших разр дов и группу компараторов младших разр дов , первые входы которых подключены к источникам опорных напр жений, сигнальные входы группы компараторов старших разр дов подключены к источнику преобразуемого сигнала, а выходы компараторов в кгикдой группе, кроме компараторов старших разр дов, объединены попарно и подключены к управл ющим ;входам элементов пам ти, и резистивные усилители, первые входы которых подключены к источникам токов смещени , вторые через повторитель и инвертор подключены к источнику преобразуемого сигна.г1а, а выходы попарно со сдвигом на один подключены ко входам элемента И, выходы которых через элемент ИЛИ соединены с сигнальными входами компаратрров млс1дших разр дов, входы стробировани  элементов пам ти подключены к выходу источника стробируюjuero сигнала { . Недостатками данного преобразовател   вл етс  низка  точность и Нсщежность преобразовани .

Цель изобретени -повыиение надежности и точности преобразовани .

Claims (3)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в параллельный аналого-цифровой преобразователь, содержащий группу компараторов младших разр дов, выходы которых, кроме компаратора старшего разр да, объединены попарно , первый и второй резистивные делители , первые входы которых соединены соответственно со входной и общей шинами, а вторые входы подключены ко входам первого и второго источников тока смещени  соответственно , а выходы попарно со сдвигом на одии резистор подключены к первым и вто1«м входам элементов И первой группы, первые выходы которых через первый элемент ИЛИ соединены с первыми входами компараторов младших разр дов, дополнительно введены третий резистивиый делитель, элементы И второй группы, второй элемент ИЛИ, источник напр жени  смещени , дешифратор и третий источник тока, при этом первые входы элементов И второй группы со сдвигом на один резистор по отношению к первым входам элементов И первой группы подключены к выходам первого резистивного делител , вторые входы эле ментов И второй группы подключены к выходам второго резистивного делител  в точках подключени  вторых входов элементов И первой группы, первые выходы элементов И второй группы через первые входы второго элемента ИЛИ соединены с первым вхо дом третьего резистивного делител  второй вход которого подключен к третьему источнику тока, а выходы подключены ко вторым входам компараторов младших разр дов, вторые вы ходы элементов И первой и.второй групп, кроме последнего элемента И второй группы, подключены ко входам дешифратора, второй вход второго эл мента ИЛИ соединен с выходом источника смещени . На фиг. 1 представлена принципиальна  схема параллельного аналогоцифрового преобразовател . Устройство содержит входную шину 1, первый резистивный делитель 2, первый вход которого соединен со входной шиной 1, второй резистивный делитель 3, первый вход которого со единен с общей шиной, источники 4 и 5 тока смещени , выходы которых соединены со вторыми входами резист ных делителей 2 и 3, соответственно элементы И 6 - 9 первой группы,элементы И 10 - 13 второй группы, первый элемент ИЛИ 14 второй элемент ИЛИ 15, дешифратор 16, третий резистивный делитель 17, первый вход ко торого соединен с выходом элемента ИЛИ 15, источник 18 тока, выход ко торого соединен со вторым входом р эистивного делител  17, компараторы 19,20 и 21 группы младших разр дов первые входы которых подключены к выходу элемента ИЛИ 14, а вторые вх ды подключены к выходам резистивно делител  17, выходные клеммы 22 и 23 младших разр дов АЦП, выходные клеммы 24,25и 26 старших разр дов АЦП, клемму 27 источника смещени  к которой подключен вход элемента ИЛИ 15. Число элементов И первой и второй группы и число резисторов в ре зистивных делител х 2 и 3 равны меж ду собой и завис т от выбранного числа Н двоичных старших разр дов выходах дешифратора 16 и равно 2 ( к i,2,3,..., К- число старших ра р дов) . В данном случае число элементов в группах равно 4, так как число старших разр дов равно 3. Величина тока источников 4 и 5 такова, что падение напр жени  на резисторах делителей 2 и 3 составл ет величинуис|/1(иа - максимально возможное значениеUj,к 1,2,3,...,Кчисло старших разр дов). Пол рность источников 4 и 5 выбираетс  противоположной пол рности делителей 2 и 3, причем дл  резистивного делител  .2 положительна , а дл  резистивного делител  3 - отрицательна . Таким образом, на выходах резистивного делител  2 напр жени  сдвинуты друг относительно друга на величину в сторону положительных значений, а на выходах резистивного делител  3 на величину - в сторону отрицательных значений напр жений. Число резисторов дл  резистивного делител  17 выбираетс  в зависимости от числа младших разр дов, образуемых на выходах компараторов 12, и равно 2 (р 1, 2,3 , ... , р - число младших разр дов. Величина резисторов резистивного делител  17 и величина тока источника 18 выбираютс  так, что падени  напр жений на резисторах составл ют величину . Входна  шина 1 соединена со входом резистивного делител 
2. 2. Выходы резистивных делителей 2 и 3 попарно, со сдвигом на один резистор, соединены со входами элементов И 6 - 9 первой группы и входами элементов И 10 - 13 второй группы. Первые выходы элементов И 6 - 9 через первый элемент ИЛИ 14 соединены с первыми -входами компараторов 19 - 21. Первые выходы элементов И 10 - 13 через второй элемент ИЛИ 15 соединены с первым входом третьего резистивного делител  17, при этом вход элемента ИЛИ 15 соединен с шиной источника напр жени  смещени  ЕС,. Величина Е, зависит от пол рности Ug-.. Вторыевыходы элементов И 6 - 13 соединены со входами дешифратора 16, с выходов которого снимаютс  старшие разр ды кода. Выходы компараторов 19 21 объединены и  вл ютс  выходами младших разр дов. На фиг. 2 представлены временные диаграммы, по сн ющие работу параллельного АЦП. Ug обозначен входной преобразуемый сигнал, и -максимальное значение U в области отрицательных напр жений, Ugj,,- сигнал ; на выходе первого элемента ИЛИ,и5ь1иа сигнал на выходе второго Элемента ИЛИ, Btiixj сигналы на вторых выходах элементов И, Т1, Т2 - произвольные моменты отсчета значений цифрового кода , U(T-i)j (Тп мгновенные значени  напр жени  на выходе элемента ИЛИ 15. Аналого-цифровой преобразователь (фиг. 1) работает следующим образом. При подаче на входную шину входного сигнала U jx, он делитс  на резистивном делителе 2 и смещаетс  с помощью источника 4 тока на величиС выходов этого делител  полученные напр жени  поступают на пер вые входы элементов И б - 9 первой группы и элементов И 10 - 13 второй группы. На вторые входы этих элементов поступает напр жение с выходов резистивного делител  3, при этом ..напр жение на этих выходах посто нно и падение напр жени  на каждом резисторе равно 2 . На первом выходе элементов И первой и второй группы при сигнал равен -U ,а когда чТк выходе устанавливаетс  значение --r-jj , где п - определ етс  точкой вывода реэистивного делител 
3. 3. Это приводит к тому, что на выходе каждого элемента И формируютс  отдельные участки сигналов, которые объедин ютс  элементами ИЛИ в непрерывно измен ющиес  и, Ug(,(xn/ при этом элемент ИЛИ 15 объедин ет сигналы со значени  Ugxl E, Со второго выхода элемента И первой и второй групп, кроме последнего из второй группы, сигнал ир(,,,(.5поступает на дешифратор 16, который формирует старшие разр ды кода. С выходов элементов ИЛИ 14 сигнал и р(„ непосредственно поступает на первые входы компараторов 19,20 и 21, а с выхода элемента ИЛИ 15 U ,через резистивный делитель 17 - на вторые входы этих компараторов. Компараторы 19 21 кодируют разность сигналов U gj,,y и . В определенный момент (Т1, Т2, фиг. 2) происходит одновременное и параллельное кодирование сигнала -UjK и разност сигналов Ug и Ug,x котора  равна разности величины - -г- и U(T,): Суммарный цифровой результат прео разовани  дл  любого момента времени получаетс  как суперпозици  цифровых значений, получаемых при кодировании отдельных величин. Больша  степень параллелизма при преобразовании позвол ет отказатьс  от запоминани  кодированных сигналов и исключает динамические погрешности и потери точности, обусловленные неидеальностью частотных характеристик аналоговых инвертора и повторител . в устройстве исключены компа раторов , элементов пам ти , а также аналоговый инвертор и Uo повторитель. Число компараторов всего преобразовател  определ етс  как . Это позвол ет существенно повысить точность и надежность преобразовани . Формула изобретени  Параллельный аналого-цифровой преобразователь, содержащий группу компараторов младших разр дов, выходы которых, кроме компаратора старшего разр да, объединены попарно, первый и второй резистивные делитеЛИ , первые входы которых соединены соответственно со входной и общей шинами, а вторые входы подключены ко входам первого и второго источников тока смещени  соответственно, а выходы попарно со сдвигом на один резистор подключены к первым и вторым входам элементов И первой группы, первые выходы которых через первый элемент ИЛИ соединены с первыми входами компараторов младших разр дов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и надежности , в него введены третий резистивный делитель, элементы И второй группы , второй элемент ИЛИ, источник напр жени  смещени , третий источник тока и дешифратор, при этом первые входы элементов И второй группы со сдвигом на один резистор по отношению к первым входам элементов И первой группы подключены к выходам первого резистивного делител , вторые входы элементов И второй группы подключены к выходам второго резистивного делител  в точках подключени  вторых входов элементов И первой группы, первые выходы элементов И второй группы через первые входы второго элемента ИЛИ соединены с первым входом третьего резистивного де- . лител , второй вход которого подключен к третьему источнику тока, а выходы подключены ко вторым входам компараторов млсщших разр дов, вторые выходы элементов И первой и второй групп, кроме последнего элемента И второй группы, подключены ко входам дешифратора, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом источника смещени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2672785,кл. Н 03 К 13/175 (прототип).. .