Способ аналого-цифрового преобразования

Союз Советскнк

Социалистических

Республик ()834897 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено30.08.79 (21)2811848/18 21 с присоединением заявки ХЙ (23) П рноритет

Опубликовано 30.05.8 . Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 03.06.8 1 (51)М. Кл.

Н 03 К l3/l7

ВаудауствевннН квинтет СССР ао делам взобретеввН н вткрнтиН (53) УДК 68l. .325(088,8) (72) Автор изобретения

В. H. Сусин (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНАЛОЯ.О-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к электроизме-: рительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму в устройствех ввода информации в электронно-вычислительные машины различного; назначения..

Известен способ аналого-цифрового преобразования, основанный на свертке преобразуемого сигала Г13 .

К недостаткам способа следует отнес36 ти то, что динамический диапазон уступ. Ъ ройств, реализукхцих известный способ, определяется динамическим диапазоном . устройств амплитудной свертки сигнала, реализации которого. даже при 40 дб на высоких частотах является трудной технической задачей, а быстродействие та.кого устройства определяется временем распространения сигнала по цепи соединенных последовательно устройств ампли- тудной свертки и; следовательно, зависит от числа разрядов.

Бель изобретения - увеличение динамического диапазона и быстродействия.

Бель достигается тем, что в способе, основанном на свертке цреобраэуемого сигнала, до свертки сигнала преобразу мым сигналом модулируют по фазе с индексом девиации меньше или равным

23 гармонический,сигнал с частотой, большей верхней . модулирующей частоты преобразуемого сигнала,. а свертку. сигнале производят.цо фазе с выделением гармоник с номерами 2 (где тп=1... п t., фазомодулированного .сигнала, измеряют разности фаз между выделенными гармониками фаэомодулироваииого сигнала и соответствутащими гармониками гармонйческого сигнала, при разности фаз на m гармонике больше 3, значение rn -го резряде принимают равным единице, при меньшем Л - нулю.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализуюшего предлагаемый способ.

Устройство- содержит блок l выборки с зецомин&ниему фазовый модулятор 2э, блок 3 генераторов -нелинейный элемент 4, 3 8348 фильтры 5, фазовые детекторы 6, компараторы 7 (в каждом разряде формируемого кода).

Устройство работает следующим образом.

Входной аналоговый сигнал поступает на вход блока 3,. выборки с запоминанием, которая осуществляет запоминание значения аналогового сигнала в моменты его квантования, определяемые цифровым 10 сигналом, поступающим на второй вход устройства. Сигнал с выхода блока 3. поступает на модулирующий вход фазового модулятора 2, на второй вход которого из блока 3 генераторов поступает rdp- U монический опорный сигнал, частота которого больше верхней модулирующей частоты входного сигнала. С выхода фазового модулятора 2 снимается фазомодулированный сигнал на частоте генератора 20 с законом фазовой модуляции, определяемым аналоговым сигналом с выхода блока выборки с запоминанием и девиацией фазы, не превышающей 2Х во всем диапазоне изменения амплитуд входного сиг- 25 нала. При этом амплитудному значению аналогового сигнала, представленному в двоичном коде о -разрядами

97 4 старший разряд, равный единице; если меньше 180 — нулю.

Фаза второй гармоники (2 ) в к момент времени описывается с учетом увеличения индекса девиации фазы в два раза выражением

Чф )-2S„3I+392 — 2+ÛÇ 4 +...+он. и

Л Ti 2Т

Л 4Х

=б 2ХФSхЛ "6Э + --+ 5„н

Учитывая, что измерение фазы вторым фазовым детектором 6 однозначно в пределах 0-2Х, значение фазы на его выходе не зависит от значения бинар- ной функции 6< и имеет вид (К) 2 32 " н

Х Ц

Боли значение М2Ф (+ )о Т, компаратор 7 в данном разряде фиксирует единицу, если Ч2Ф >(+) (3.80 — нуль второго разряда.

Аналогично фаза четвертой гармоники имеет вид за где "(+z) — значение аналогового сигнала в к -й момент времени;

U диапазон изменения анало35 гового сигнала;, „,S>,.-. 8 — бинарные функции, принимающие значения О или 1 в зависимости от значения О ф )

Э" соответствует значение фазы фазомодули-.

40 рованного сигнала, равное с теми же бинарными функциями. 45

Фазомодулироваййый сигнал с выхода фазового модулятора 2 подается иа нелиненый элемент 4, с выхода которого с помощью фильтров 5 выделяются гармоники фазомодулированного сигнала 50 с номерами 2, 2", 2, ..., 2 . Если о значение разности фаэ первой (2 ) гармоники, выделенное первым фазовым де- тектором 6 относительно опорного сигна55 ла, поступающего с блока генераторов, . превышает 180 в k момент времени, и то на выходе подключенного к фазовому детектору 6 компаратора 7 формируется (4 )=9 3+ — +. +б

Я

4 ) К 3

Сравнивая ее значения с величиной Д получаем значение третьего разряда.

Таким же образом определяются оставшиеся разряды

Формула изобретения

Способ аналого-цифрового преобразова ния, основанный на свертке преобразуемого сигнала, отличающийся тем, что с целью увеличения быстродействия и динамического диапазона; до свертки сигнала преобразуемым сигналом модулируют цо фазе с;индексом де- виации меньше или равным 2 гармонический сигнал с частотой,.большей верхней модулирующей частоты преобразуемого сигнала, а свертку сигнала производят по фазе с вьщелением гармоник с номеЮг рами 2 (где In--1, ... n - число разрядов) фазомодулированного сигнала, измеряют разности фаз между выделенными гармониками фазомодулированного сигнала и соответствующими гармониками гармо- нического сигнала, при разности фаз

5 8З4897 f на. ъ гармонике больше Л значение rn--го 3. Касперович. А.Н. и Шалагинов -Ю.В. разряда принимают равным единице, при. Некоторые вощюсы проектирования АЦП меньшем — нулю. с использованием амплитудной свертки

Источники информации, сигналов, - . "Автометрия, 1978, пРинЯтые ..во внимание пРи экспеРтизе g Р 4 (прототип).

Составитель В. Махнанов в

Редактор И. Ковальчук Техред Е.Гавринепко. Корректор B. Синицкая

Заказ 4l 17/85 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CQCP по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент — г. Ужгород, ул. Проектная, 4