Аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования аналогового сигнала в цифровой код. Цель изобретения - повьгаение быстродействия. Устройство содержит цифроаналоговый преобразователь 1, регистр 2, генератор 3 тактовых импульсов , компаратор 4, инвертирующий датчик 5 знака производной и элемент 6 ИСКПЮЧАМЦЕЕ ИЛИ. Генератор 3 тактовых импульсов вьшолнен на генераторе импульсов, управляемом делителе частоты, счетчике и элементе ИЛИ. Использование управляемого генератора 3 тактовых импульсов, формирующего тактовые импульсы переменной частоты F, и Ej , причем F, Е , и введение инвертирующего датчика 5 знака производной позволяет сократить время преобразования аналогового сигнала в цифровой код. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л С / / Ж

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 ()9) (11) (5)) 4 Н 03 M 1/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

»»О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3933724/24-24 (22) 23.07.85 (46) 15.07.87. Бюл. )(» 26 (71) Институт океанологии им. П.П.Ширmosa (72) А.Л.Куракин и А.В.Глушко (53) 681.325 (088.8) (56) Заволокин А,К. Последовательные преобразователи непрерывных величин в числовой эквивалент. N. — Ë.: Гос, энергоиздат, 1962.

Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронно-цифровых вычислительных устройств. М.: Энергия, 1975, с. 298, рис. 7-7,б. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования аналогового сигнала в цифровой код. Цель изобретения — повышение быстродействия. Устройство содержит цифроаналоговый преобразователь 1, регистр 2, генератор 3 тактовых импульсов, компаратор 4, инвертирующий датчик 5 знака производной и элемент

6 ИСКЛЮЧАКй!ЕЕ ИЛИ. Генератор 3 тактовых импульсов выполнен на генераторе импульсов, управляемом делителе частоты, счетчике и элементе ИЛИ.

Использование управляемого генератора 3 тактовых импульсов, формирующего тактовые импульсы переменной частоты

F, и F, причем 1 > F и введение ин!

» вертирующего датчика 5 знака произ- . ф водной позволяет сократить время преобразования аналогового сигнала в цифровой код. 1 з.п. ф-лы 3 ил

С:

1324112

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для преобразования аналогового сигнала н цифровой код. 5

Цель изобрет ения — повьппение быстродействия.

На фиг.1 представлена функциональная схема аналого-цифрового преобраэонателя; на фиг.2 — временная зависимость сигнала на выходе цифроаналового преобразователя; на фиг.3 функциональная схема управляемого генератора тактовых импульсов.

Аналого-цифрон ой преобразователь (фиг. I ) содержит цифро-аналоговый преобразователь 1, регистр 2, генератор 3 тактовых импульсов, компаратор 4, инвертирующий датчик 5 знака производной, и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6.

Управляемый генератор тактовых импульсов (фиг.3) содержит генератор 7 импульсов, управляемый делитель 8 частоты, счетчик 9 и элемент ИЛИ 10.

Аналого-цифровой преобразователь (фиг.i) работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 2 обнулен. Генератор 3 тактовых импульсов с приходом на его вход запуска импульса запуска в момент (фиг.2) начинает вырабатывать тактовые импульсы с частотой F, . Первым тактовым импульсом в старшем разряде регистра 2 устанавливается уровень "1", который поступает на старший ра.зряд цифроаналогового преобразователя 1. Нарастающее напряжение 4 . на выходе цифроаналогового преобра. зователя 1 U, поступает на первый нход компаратора 4. Время установления напряжения U не превышает значения Т = 1/F, До тех пор пока нап ряжение меньше уровня входного сигнала U, на выходах компаратора 4 рхв и инвертирующего датчика 5 знака производной уровни си",íàëîâ соответствуют 0", при этом на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 также присутствует уровень "0". Инвертирующий датчик 5 знака"лроизводной представляет собой дифференцирующий усилительформирователь. Выходной сигнал этого узла принимает два значения: значение 0, если сигнал на его входе .нарастает, и "1", если сигнал убывает.

Если в некоторый момент времени (фиг.2) значение V превьппает U <, на выходах компаратора 4 и элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 появляются уровни

Н 1

1, что приводит к изменению частоты тактовых импульсов на выходе генератора 3 тактовьгх импульсов, при этом F > F,. B момент времени

2 (фиг.2, «Т,) происходит выключение старшего разряда регистра 2 и включение его очередного разряда. Период следования импульсов повышенной частоты Т = 1/F выбирается с учетом инерционности узлов цифроаналогового преобразователя I, компаратора 4, инвертирующего датчика 5 знака производной и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, Если при переключении очередного разряда регистра 2 н состояние "1" уровень сигнала U„ уменьшаетая, приближаясь к значению U сверху (т.е. пх

U >U«) то на выходах инвертирующего датчика 5 знака производной и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 появляется уровень "i" и частота тактовых импульсов генератора 3 изменяется и становится равной F< . Частота F сохраняется неизменной до тех пор, пока

I не произойдет очередная перекомпенсация, т.е. будет иметь место соотношение U «U „, что приведет к изменению уровня на выходе компаратора 4 с "1" на "0". По этой информации происходит очередная смена частоты тактовых импульсов с F íà F a при поступлении ближайшего тактового импульса уровень "1" записывается в память данного разряда и устанавливается н следующем разряде регистра 2 .

Описанный процесс продолжается до тех пор, пока не будут сформированы значения всех разрядов выходного кода, соответствующего значению преобразуемого входного сигнала U „ . Таким образом, процесс преобразования аналогового сигнала н цифровой код резко ускоряется и может закончиться sa интервал времени меньший,чем пТ,, где и — количество разрядов кода на выходе устройства. Уменьшение времени преобразования тем больше, чем меньше уронен.ь преобразуемого сигнала, Управляемый генератор 3 тактовых импульсов (фиг.3) работает следующим образом.

В исходном состоянии уровень сигнала на выходе младшего разряда счетчика 9 соответствует "0". Счетчик 9

1324112 представляет собой двоичный счетчик с дешифратором на выходе. При этом двоичному числу соответствует уровень

"0" на выходе соответствующего разряда. Количество разрядов счетчика 9 равно количеству разрядов выходного кода аналого-цифрового преобразователя.

При отсутствии импульса запуска на первом входе элемента ИЛИ 10 уро- 10 вень сигнала на его выходе соответствует "0", что обеспечивает удержаwe в нулевом состоянии управляемого делителя 8 частоты и счетчика 9. При поступлении импульса запуска на выхо- 15 де элемента ИЛИ 10 формируется "1", при этом управляемый делитель 8 частоты осуществляет деление частоты генератора 7 импульсов. При нулевом уровне сигнала на входе управления 20 генератора 3 тактовых импульсов, т ° е. на входе управления управляемого делителя 8 частоты, частота тактовых импульсов на его выходе равна F< . Первый тактовый импульс, поступающий на вход счетчика 9, приводит к появлению уровня "1" на выходе младшего разряда счетчика 9, что обеспечивает блоки, рование элемента ИЛИ 10 по отношению к импульсам запуска, до окончания цикла работы. При уровне сигнала на входе управления управляемого делителя 8 частоты, равном "1", коэффициент деления блока 8 уменьшается и на его выходе (т.е. на выходе генератора 3 35 тактовых импульсов) формируются импульсы с частотой Р

При поступлении последнего, п-го, импульса на вход счетчика 9, на выходе его младшего разряда формируется 40 уровень "0", что приводит к обнулению и блокированию управляемого делителя

8 частоты. На этом цикл работы управляемого генератора тактовых импульсов и всего устройства в целом заканчивается. С приходом очередного импульса запуска цикл работы повторяется.

Ф о р м у л а изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий регистр, генератор тактовых импульсов, компаратор, цифро— аналоговый преобразователь, входы которого соответственно соединены с выходами регистра и являются вьгходной шиной, выход цифроаналогового преоб— разователя соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является входной информационной шиной, а выход соединен с входом записи регистра, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены инвертирующий датчик знака производной и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а генератор тактовых импульсов выполнен управляемым, при этом вход запуска генера.тора тактовых импульсов является входной шиной запуска, а вход управления соединен с выходом элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с вьгходом компаратора, а второй вход — с выходом инвертирующего датчика знака производной, вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразова теля.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что управляемый генератор тактовых импульсов выполнен на генераторе импульсов, управляемом делителе частоты, счетчике и элементе ИЛИ, первый вход которого является входом запуска управляемого генератора тактовых импульсов, а выход соединен с входами обнуления управляемого делителя частоты и счетчика, выход младшего разряда счетчика соединен с вторым входом элемента

ИЛИ, а тактовый вход подключен к выходу управляемого делителя частоты и является выходом управляемого генератора тактовых импульсов, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом управляемого делителя частоты, вход управления которого является входом управления управляемого генератора .тактовых импульсов.

1324112

Составитель Н.Капитанов

Техред Л.Олийнык Корректор М.Демчук

Редактор Л. Веселовская

Заказ 2972/56 Тираж 901

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4