Последовательно-параллельный аналого-цифровой преобразователь

ОПHCAnHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>9?2658

С (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.04.81 (21}3270921/18-21

И11 М. Кл, с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Н 03 К 13/17

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 071182. Бюллетень М41

Дата опубликования описания 07.11.82

РЦ УДК e 81. 328 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.А.Афанасьевт В.В.Цалах, В.В.Д

1, у

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ АНАЛОГОЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗ ОВАТЕЛЬ

Изобретение относится х информационно-измерительной технике и может использоваться для спектрометри- чеаких измерений высокой точности и быстродействия в радиолокации,экспериментальной физике, метрологии, контрольно-измерительной технике.

Известные последовательно-параллельные аналого-цифровые преобразователи (АЦП), в которых используют двухшкальный метод кодирования (1g.

Однако зти преобразователи обладают значительной дифференциальной нелинейностью преобразования, что при спектрометрических измерениях вносит большую погрешность в результаты ойытов.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является последовательно-параллельный аналого-цифровой преобразователь, содержащий устройство выборки и хранения, выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, управляющий вход которого соединен с первым выходом устройства управления, регистры кода грубого преобразования .|2).

Известное устройство обладает вы-, сокой дифференциальной нелинейностью, особенно значительной на месте стыка точной и грубой шкал. Этот тип нелинейности является характерным для многошкальных преобразователей.Данное обстоятельство »е позволяет .широко использовать последовательно-параллельные АЦП при спектрометрических измерениях. Для уменьшения дифференциальной нелинейности к АЦП1 предъявляются высокие требования: приведенная погрешность младшего разряда АЦП1 не должна превышать величину младшего разряда АЦП2 или, другими словами, не должна превышать величины одного младшего разряда всего преобразователя. Реализация данного требования для АЦП с числом разрядов больше восьми связана с большими.трудностями.

Целью изобретения является уменьшение дифференциальной нелинейности.

Поставленная цель достигается тем, что в последовательно-параллельный .аналого-цифровой преобразователь, содержащий устройство выборки и хранения, выход которого соединен с не972658

25 ляющим входом вычитающего счетчика.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временная диаграмма, поясняющая прин- З5 цип его работы.

Последовательно-параллельный АЦП содержит устройство 1 выборки и хранения, коммутирующее устройство 2,, аналого-цифровой преобразователь 40 (АЦП) 3, вычитающий счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 5,операционный усилитель (Оу) 6, элемент

ИЛИ 7, регистры кодов грубого 8 и

50 инвертирующим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, управляющий вход которого соединен с первым выходом устройства управления,регистры кода грубого и точного преобразования, введены вычитающий счетчик, элемент ИЛИ, коммутирующее устрой.ство, первы 1 вход которого соединен с выходом устройства выборки и хранения, второй вход - с выходом операционного усилителя, а выход — с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого через вычитающий счетчик соединен с входом цифроаналогового преобразователя, вхоцом регистра кода грубого преобразования и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя и входу регистра кода точного:преобразования,, выход элемента ИЛИ соединен с. первым управляющим входом регистра кода грубого преобразования, второй управляющий вход которого соединен с вторым выходом устройства управления, третий выход которого соединен с управляющими входами коммутирующего устройства и регистра кода точного праобразовання, четвертый выход — с управточного 9 преобразовании, устройство

10 управления °

Сигнал с выхода устройства 1 выборки и хранения через нормально открытое коммутирующее устройство 2 поступает на АЦП .3. По сигналу 11 устройства управления (фиг. 2) позиционный двоичный код с АЦП заносится в вычитающий счетчик 4.

По следующему сигналу 12 вычитается "единица" из кода, записанного в счетчике 4. На третьем этапе командой 13 происходит занесение измененного кода в регистр 8 и коммутация устройства 2, осуществляющего подачу выходного сигнала ОУ б на второй цикл кодирования. За время импульса 14,формируется код младших разрядов и по сигналу 15 заносится в регистр 9 кода. При этом его старший разряд через элемент ИЛИ 7. суммируется с содержимым регистра 8 кода

t0

I5

20 грубого преобразования. 1аким образом, учитывается "единица", которую вычитали после грубого кодирования.

Полученный код на выходе регистров

8 и 9 несет информацию об амплитуде входного сигнала.

В предлагаемом АЦП используются сдвоенные интегральные стробируемые компараторы, особенностью которых является наличие логической цепи, объе,циняющий выходы отдельных компараторов в соответствии с операцией

ПРОВОДНОЕ ИЛИ. Это позволяет использовать его для выделения сигнала, попадающего между двумя пороговыми уровнями °

Кроме того, использование кода Грея ,цля перекрытия двухуровневыми зонами всего диапазона позволило максимально упростить схему преобразования кода.

Формула изобретения

Последовательно-параллельный ана- лого-цифровой преобразователь, содержащий устройство выборки и хранения, выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, управляющий вход которого соединен с первым выходом устройства управления, регистры кода грубого и точного преобразования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения дифференциальной нелинейности, в него введены вычитающий счетчик, элемент ИЛИ, коммутирующее устройство, первый вход которого соединен с выходом устройства выборки и хранения, второй вход — с выходом операционного усилителя, а выходс входом аналого-цифрового преобразо» вателя, выход которого через вычитающий счетчик соединен с входом цифроаналогового преобразователя, входом регистра кода грубого преобразования и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразования и входу регистра кода точного преобразования, выход элемента ИЛИ соединен с первым управляющим входом регистра кода грубого преобразования, второй управляющий вход которого соединен с вторым выходом устройства управления, третий выход которого соединен с управляющими входами коммутирующего устройства и регистра кода точного преобразования, четвертый выход - с управляющим входом вычитающего счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 588628, кл. Н 03 К 13/17, 1978.

2. Бахтиаров Г.Д. и др. Аналогоцифровые преобразователи. 1980, с.203, оис. 7, 27, б (прототип), 972658

Г

Составитель В. Махнанов, Техред Т.Фанта Корректор 4. Коста

Редактор Ar. Шандор

Заказ 8534/48 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4