SU945977A1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относитс  к измерительной технике при преобразовании аналоговых величин в цифровые.

Известен аналого-цифровой преобразователь последовательного приближени , содержащий цифроаналоговый преобразователь , компаратор, входной усилитель и блок управлени  til

Недостатком этого устройства  вл етс  сложность блокоуправлени  и ограниченные функциональные возможности, так как оно не позвол ет получать значени  преобразовани  в последовательном коде.

Наиболее близким по технической суш- ности к изобретению  вл етс  аналогоцифровой преобразователь последовательного приближени , содержащий цифроана логовый преобразователь, триггерный регистр результата преобразовани , компаратор , сдвиговый регистр, триггер и генератор тактовых сигналов. В сдвиговом регистре последовательно, начина  с первого такта, передвигаетс  сигнал

1, устанавливающий триггеры регистра в состо ние . С выходов тригт рного регистра код поступает на ивфроаналоговый преобразователь, триггеры остаютс  в состо нии 1, или переключаютс  в состо ние .О, в зависимости от результата сравнени  компаратором входного сигнала и сигнала с выхода цн чхюва- логового преобразовател  в соответствующем такте. Таким образом, в триггерном регистре устанавливаетс  код результата преобразовани , который в параллельном виде поступает на выходы устройства Г2 .

Claims (2)

1. Недостатком этого устройства  вл етс  сложность блока управлени , требу к це и триггерного регистра и сдвигового регистра, а также невозможность получени  значени  преобразовани  в последовательном коде, начина  с младшего разр да, что усложн ет обработку результатов прео азовани , напри}иер определение среднего значени , путем последовательного поразр дного сложени  текущ отсчетов. Цель изобретени  - расширение функц ональных возможностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий компаратор, первый,вход которого подключен к выходу цифроана- логового преобразовател , входами соеди ненного с выходами сдвигового регистра а выход подключен к первому входу триг гера, второй вход компаратора соединен с шиной входного сигнала, а первый выход генератора подключен к тактовому входу сдвигового регистра, управл ющий вход которого подключен к второму вход триггера и к шине начальной установки, введены первый и второй, элементы ИЛИ, одновибратор, первый и второй элементы И, дешифратор, счетчик и делитель, причем выход первого элемента ИЛИ подклю чен к входу сдвигового регистра, выход второго элемента ИЛИ подключен к третьему входу триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а третий вход соединен с первым выходом дешифратора, второй выход которого подключен к инверсному входу второго элемента И и к второму входу элемента И, а выходы дешифратора подключены к выходам счетчика, управл ющий вход которого подключен к управл ющим входам сдвигового регистра , делител  и одновибратора, а тактовы вход счетчика подключен к первому выходу генератора, второй выход которого соединен с тактовым входом делител , выход которого подключен к входу счетчика и к первому входу второго элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом одновибратора, причем выход сдвигового регистра соединен с вторым входом второго элемента И. На чертеже представлена структурна  схема аналого-цифрового преобразовател Предлагаемый преобразователь содержит цифроаналоговый преофазователь 1 компаратоп 2, триггер 3, генератор 4 с выходами 5 и 6, сдвиговый регистр 7 дешифратор 8 с выходами 9 и 1О, счетчик 11, делитель 12, элементы И 13 и 14, элементы ИЛИ 15 и 16, одновибратор 17, шину 18 начальной установки, шину 19 входного сигнала и шину 2 О выходных сигналов. Рассмотрим, работу устройства на конкретном примере дес тиразр дного аналого-цифрового преобразовател . Импульс начальной установки (НУ), поступающий на шину 18 начальной установки , устанавливает триггер 3, счетчик 11 и делитель 12 в нулевое состо ние . Сдвиговый регистр 7 также устанавливаетс  этим и myльcoм в начал1 ное положение - в старшем разр де 1, а в остальных разр дах О..Этот код поступает на входы цифроаналогового преобразовател  1 и превращаетс  в аналоговый эквивалент, который сравниваетс  с входным I сигналом. Результат сравнени  (I, если входной сигнал больше, либо О, если входной сигнал меньше сигнала с выхода цифроаналогового преобразовател  1) импульсом с одновибратора 17, запускаемого зад- ним фронтом импульса начальной установки , через элемент ИЛИ 16 записываетс  в триггер 3. Тактовые импульсы с выхода 5 генератора 4, образу юцие последовательность тактовых импульсов, поступают на тактовый вход сдвигового регистра 7. С каждым таким импульсом 1 , записанна  в начальный момент в старший разр д, сдвигаетс  на одну позицию в сторону младших разр дов. До тех пор, пока на выходах 9 и 10 дешифратора 8 присутствуют , информаци  с выхода сдвигового регистра (младший разр д) переписываетс  на его же вход (старший разр д ) через открытый элемент И 14 и элемент ИЛИ 1 5. Счетчик 11 считает по модулю Р, где Р - число разр дов преобразовани , а значит и разр дность сдвигового регистра 7, и дл  данного случа  равно 10. В момент , когда счетчик 11 находитс  в состо нии 8 (Р-2), на выходе .9 дешифратора 8 по вл етс  1 , котора  поступает на вход сдвигового регистра 7 через элемент ИЛИ 15. Эта единица заноситс  в старший разр д сдвигового регистра 7 следующим дев тым тактовым импульсом , привод щим счетчик 11 в состо ние 9 (Р-1). Это состо ние также фиксируетс  дешифратором 8 и на его выходе 10 по вл етс  1, котопа  запирает элемент И 14 и подключеет к входу сдвигового регистра 7 через открытый элемент И 13 и элемент ИЛИ 15 выход триггера 3. Следующим дес тым тактовым импульсом результат сравнени , хран щийс  в триггере 3, записываетс  в старший разр д сдвигового регистра 7. Таким образом, в сдвиговом регистре 7 к этому моменту времени в старшем 10-ом разр де находитс  результат сравнени  входного сигнала с аналоговым 9талоно 1 двоичного кода с 1 в старшем разр де, а в 9-ом разр де записана . На выходе пифроаналогового преоб разовател  присутствует аналоговый эквивалент этого состо ни  сдвигового регистра 7. Одновременно с тактовыми импульсами ТИ 1генератор 4 генерирует последовательность ТИ 2, поступающую на вход делител  12 по модуЛю Р(1О). На его выходе по вл етс  и шyльc с запаздыванием на поппериода после дес того импульса ТИ 1. Этот импульс поступает на тактовый вход триггера 3 и заносит результат сравнени  присутствующего на выходе цифроаналогового преобразова тел  1 с входным напр жением. Кроме того, этот икоту лье поступает на вход счетчика 11 и измен ет его состо ние на единицу. Таким образом, следукнцее состо ние 8(Р-2) счетчика 11 позволит занести 1 в восьмой разр д сдвигового регистра 7, а состо ние 9(P-i счетчика 11 - в результат сравнени , хран щийс  в триггере 3. Дальнейша  работа устройства происходит аналогичным образом до тех пор, пока все разр ды сдвигового регистра 7 не будут заполнены соответствующими результатами сравнени , т.е. пока не будет получен дес тиразр дный результат преобразовани . После этого следующие дес ть тактовых и тульсов ТИ 1 выдают на выход 2О устройства последовательны код результата. В предлагаемом устройстве сдвиговый регистр объедин ет функции многоразр дного триггерного регистра результата и многоразр дного сдвигового регистра известного устройства, что эдачительно упрощает аналого-цифровой преобразователь и снижает аппаратурные затраты на его изготовление. Кроме того, изобретение позвол ет получить результат в последовательном двоичном коде, начина  с млад щего разр да без применени  дополнитель ного оборудовани . Така  функциональна  возможность позвол ет легко производить операции усреднени  измер емых величин Использование предлагаемого устройства в цифровом зонде Океан и в автономном цифровом измерителе температуры и течени  ЦИТТ 4 позвол ет сократить аппаратурные затраты и снизить энергопотребление приборов и их стоимость. Формула изобретени  Аналого-цифровой преобразователь, содержащий компаратор, первый вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразовател , входами соединенного с выходами сдвигового регистра , а выход подключен к первому входу триггера, второй вход компаратора соединен с щиной входного сигнала, а первый выход генератора подключен к тактовому входу сдвигового регистра, управл ющий вход которого подключен к второму входу триггера и к шине начальной .установки , отличающийс  тем, что, с целью расширени  4ункциональных возможностей , введены первый и второй элементы ИЛИ, одновибратор, первый н второй элементы И, дещифратор, счетчик и делитель, причем выход первого элемента ИЛИ подключен к входу сдвигового регистра, выход второго элемента ИЛИ подключен к третьему входу триггера , выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а третий вход соединен с первым выходом дешифратора , второй выход которого подключен к инверсному входу второго элемента И и к второму входу первого элемента И, а выходы дещифратора подключены к выходам счетчика, управл ющий вход которого подключен к управл ющим входам сдвигового регистра, делител  и одновибратора , а тактовый вход счетчика подключен к первому выходу генератора, второй выход которого соединен с тактовым входом делител , выход которого подклю чен к входу счетчика и к первому входу BTOpojTO элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом одновибратора, причем выход сдвигового регистра сое динен с вторым входом второго элемента И. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Шило В. Л. Линейные интегральвые схилы.М., Советское радио , 1979, с. 339-340.
2. 2.Балакай В. Г. и др. Интегральные схемы АЦП и ЦАП. М., Энерги , 1978 с. 45-47 (прототип).