Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения

 

Изобретение относится к измерительным аналого-цифровым преобраэователям отклонения постоянного на пряжения и представляет аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения, содержащий аналоговый компаратор 1, первый вход которого соединен с выходом перемноКоиец npfoSpa- зобания ю 4 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (д1) е Н 03 М 1/38

Миецпрербра306а уР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3843465/24-24 (22) 11.01 ° 85 (46) 30.07.86.Бюл. N - 28 (72). И.Ç,Усманов и В.А.Руднев (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР, В 458097, кл, Н 03 К 13/20, 1971.

Шило В,Л.Функциональные аналого-вые интегральные микросхемы. 1982, с.18-19, рис.1.9.б.

ÄÄSUÄÄ 1248067 А1 (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительным аналого-цифровым преобразователям отклонения постоянного напряжения и представляет аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения, содержащий аналоговый компаратор 1, первый вход которого соединен с выходом перемно1 жающего цифроаналогового преобразователя 2, а выход — с входом регистра последовательного приближения 3, тактовый вход которого является шиной тактовых импульсов, вход запуска — шиной запуска, з выходы соединены с разрядными входами перемножающего цифроаналогового преобразователя 2 и шиной "Конец преобразоваil ния, в который, с целью расширения области применения, введены комбинационный сумматор 4 и делитель напряжения 5, вход которого является

248067 шиной первого преобразуемого напряжения, выход подключен к второму входу аналогового компаратора

1, выходы регистра последовательного приближения 3 соединены с первой группой. входов комбинационного сумматора 4, вторая группа входов которого является шинами кода константы, а выходы являются выходными шинами устройства, а опорный вход перемножающего цифроаналогового преобразователя 2 является шиной второго преобразуемого сигнала. 1 ил.

Изобретение относится к измери, тельным аналого-цифровым преобразователям {AIIII) отклонения постоянного напряжения и может быть использовано в устройствах измерения и непосредственного цифрового управления.

Цель изобретения — расширение области применения.

На чертеже приведена функциональная схема АЦП последовательного приближения.

Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения содержит аналоговый компаратор 1, первый вход которого соединен с выходом перемножающего цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 2, а выход — с входом регистра 3 последовательного приближения, тактовый вход которого является шиной тактовых импульсов, вход запуска — шиной запуска, а выходы соединены с разрядными входами перемножающего цифроаналогового преобразователя 2 и шиной "Конец преобразования", комбинационный сумматор 4 и делитель 5 напряжения, вход которого является Шиной первого преобразуемого напряжения, выход подключен к второму входу аналогового компаратора 1, разрядные входы перемножающего ЦАП 2 объединены с первой группой входов комбинационного сумматора 4, вторая группа входов которого является шинами кода константы, а выходы являются выходными шинами аналого-цифрового преобразователя, опорный вход перемножающего цифроаналогового преобразователя 2 является шиной второго преобразуемого сигнала.

Устройство работает следующим

5 образом.

Импульс запуска Ц, поступающий на соответствующий вход регистра 3 последовательного приближения {РПП), разрешает начало преобразования. Каж— дый цикл преобразования выполняется эа одно и то же время, пропорциональное величине разрядности АЦП, т.е.п.

Однако входное напряжение U no,М дается на вход, целителя 5 напряжения, 15 другое входное напряжение U подается на опорный вход перемножающего ЦАП 2.

Выходное напряжение перемножающего ЦАП 2

2О 11 11 .,о,,1, -2 А ьы х 2 211 где П, — выходное напряжение ЦАП 2;, вь х

n — разрядность ЦАП 2;

А — разряды цифрового двоично

1 го кода, принимающие значение логического "0" или логической "1".

После завершения цикла преобразования напряжения на входах аналогоЗО вого компаратора l равны между собой.

Если U ïoäàíàòü на первый вход аналогового компаратора 1, минуя делитель 5 напряжения, то после цикла преобраз.ования АЦП справедливо сле35 дующее равенство 2 .А;

U =U =U вых

1248067

2.::2 А;

HJIH П» п

2 2

Отклонение» величины U относи» тельно величины П определяется из выражения

Uz

1= ---:— и

U» — 1

2 и левой частей выто получим следуЕсли от правой честь по единице, ющее равенство: — 1

2 . А; — 2

:Е2 А;

2Uz

Если на делителе 5 напряжения U поделить не пополам, а на величи2 1» ну 2 < ------, то ИОжнО написать

1000

Х2А °

= U и

U»

2"

1000

2 : 2 А ° о

1 — 1

Н-»

А, 2 — 1 000

U»

8- — -1=

1000 =2

»»

;, 2" А; — 2

1

Двоичным представлением числл сс- rt

:Я 2 А„является число А », А„ о

A ...А, А . Определение 8 при двои, о

l1 ном представлении числа 2, являю- щимся константой, выполняется эле.Ментарно на комбинационном сумматоре.

Для рассматриваемого примера результат преобразования всегда пра— вильный, если U, с П, но при этом получаемая правильная дробь неудобЗО на для представления.

Если Б„ С 2U>, то реэупьтат 8 может быть как отрицательным, так и положительным в одинаковых пределах. Эта же цель достигается и при

U, Б2, если U, предварительно по- 5 делить пополам на делителе 5 напряжения, а сигнал с выхода делителя 5 напряжения. подать на первый вход аналогового компаратора 1. При этом

;я«. 2 А

П»

= U = U

Ььк 2

И

Это выражение определяется с помощью комбинационного сумматора 4.

Знаменатель в левой части равенства является характеристикой делителя 5 напряжения: для 10 — разрядного ЦАП он численно равен 2,048; для 11 — разрядного — 4,096 и т.д.

Результат преобразования удобен для представления, так как уже не является дробью по двоичному знаменателю.

При 10-Разрядном преобразовании вес младшего разряда составляет О,Л при 11-разрядном — 0,1Е и т.д.

Умножение двоичного выражения чист ла . Е 2 А; на два выполняется без сдвигового регистра, добавлением к двоичному числу А„,... А,А одного нулевого младшего разряда. Код А„,»...

А,Л,О подается на одну группу входов комбинационного сумматора 4. На другую группу входов комбинационного, сумматора 4 подается обратный код двоичного выражения числа 1000. На выходе сумматора 4 получается двоичный код результата, старший разряд которого отображает знак результата.

Так как сумматор комбинационный, то дополнительных потерь времени на преобразование практически нет.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближений, содержащий аналоговый компаратор, первый вход которого соединен с выходом перемножающего цифроаналогового преобразователя, а выход — с входом регистра последовательного приближения, тактовый вход которого является шиной тактовых импульсов, вход запускашиной запуска, а выходы соединены соответственно с разрядными входами перемножающего цифроаналогового преобразователя и шиной Конец преобразования", отличающийся тем, что, с целью расширения области при--, менения, в него введены комбинационный сумматор и делитель напряжения, вход которого является шиной первого преобразуемого напряжения, выход подключен к второму входу аналогового компаратора, разрядные входы перемно" жающего цифроаналогового преобразователя объединены с первой группой входов комбинационного сумматора, вторая группа входов которого являет1248067

Составитель В.Махнанов

Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Редактор M.Áàíäóðà

Заказ 4141/58 Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4 ся шинами кода константы, а выходы являются выходными шинами аналогоцифрового преобразователя, опорный вход перемножающего цифроаналогового преобразователя является шиной второго преобразуемого сигнала.