SU632078A1 - Method and apparatus for analogue-digital conversion - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к вычисли- тельной технике.The invention relates to computing technology.

Известны способ аналого-цифрового преобразовани  и устройство дл  его осуществлени . Способ основан на последовательном усилении разностного сигнала пороговых напр жений, а устройство содержит усзилители, пороговые устройства и источник эталонных напр жений l .There is a method of analog-digital conversion and a device for its implementation. The method is based on the sequential amplification of the difference signal of threshold voltages, and the device contains ampillers, threshold devices, and a source of reference voltages l.

Однако быстродействие и точность такого способа недостаточны.However, the speed and accuracy of this method is insufficient.

Известен способ аналого-цифрового, преобразовани , основанный на поразр дном уравновешивании компенсирующим сигналом отрицательной обратной св зи входного сигнала и сравнении разностного сигнала, равного алгебраической сумме компенсирующего и входного напр жений, с эталонным напр жением , и устройство дл  его реализации содержащее цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого соединен с первым входом дифференциального усилител , второй вход которого соединен с первым входом компаратора, старшего разр да, выход которого соег динен с входом старшего разр да ЦАП;, Второй вход компаратора соединен с входом старшего разр да блока эталонных уровней, а входна  шина устройст ва - со входом знакового компаратора 2. Однако такие способ и устрой ство недостаточно быстродейственны, а устройство сложно.There is a method of analog-digital conversion based on bitwise balancing the negative feedback of the input signal with a compensating signal and comparing a difference signal equal to the algebraic sum of the compensating and input voltages with a reference voltage, and a device for its implementation containing a digital-analog converter (DAC), the output of which is connected to the first input of the differential amplifier, the second input of which is connected to the first input of the comparator, the highest bit, the output of which soeg union of about with the input MSB DAC ;, second input of the comparator is connected to the input of MSB block of reference levels and the input bus ustroyst wa - to the input of the sign comparator 2. However, such a method and Designed to provide enough bystrodeystvenny and complicated apparatus.

Цель изобретени  - повышение быстточности способа и упрородействи ,The purpose of the invention is to increase the rapidity of the method and the efficiency,

щение устройства.device

Это достигаетс  тем, что по предложенному способу формируют зону чувствительности каждого разр да из зталонных напр жений данного и предыдущего разр дов, сравнивают одновремен но разностный сигнал с зонами чувствительности всех разр дов и используют сигнал о нахождении данного разностного сигнала в зоне дл  получени  компенсирующего нагф жени  отрицателЬ ..ой обратной св зи.This is achieved in that according to the proposed method, the sensitivity zone of each discharge is formed from the reference voltages of this and previous bits, the difference signal is simultaneously compared with the sensitivity zones of all bits, and the signal on the presence of this difference signal in the zone is obtained to obtain deny .. my feedback.

Claims (2)

В устройство дл  осуществлени  способа по П.1, содержащее ЦАП, блок эталонных уровней,компаратор, знаковый компаратор и дифференциальный усилитель,введены блок выделени  модул  и разр дные формирователи зон чувствительности, выходы которых, соединены с информационными входами ЦАП, первый и второй входы соединены с Ёыходами блока эталонных уровней данного и предыдущего разр дов,третьи ВХОДЫ - с выходом дифференциального усилител . Входна  шина устройства через блок формировани  модул  соединена со вторьш входом дифференциального усилител . В устройстве дл  осуществлени  способа по п.2, разр дные формироватали зон чувствительности содержат лва компаратора и элемент Пирса. Выходы компараторов через элемент Пирс соединены с выходной шиной разр дных формирователей зон чувствительности. Инвертирующий вход первого компарато ра, инвертирующий вход второго компа ратора и объединенные инвертирующий и неинвертирующий входы первого и BT рого компараторов соединены соответственно с трем  входными воинами разр дных формирователей зон чувствител ности. Способ аналого-цифрового преобразовани  осуществл етс  следующим образом. Формируетс  зова чувствительности каждого разр да из зталонньзх наир же ний предьщущего и данного разр дов согласно следующему неравенству: . Ttpt U3.,. и,. ., где (U, 1) - разностный сигнал в зоне чувствительности; ( U О) - разностный сигнал вне зоны чувствительности; Ug. - эталонное напр жение данного pkзp дa; Uj. . - эталонное напр жение предьвдущего разр да; И р.с - разностный сигнал, равны алгебраической сумме входного и компенсирующего сигналов обратной св эи Число зон равно числу требуемых разр дов tti т.е. потребной точности преобразовани . Далее одновременно сравнивают, ка кому из неравенств (1) , описывающих (п зон чувствительности,соответствуе разностный сигнал. Полученный сигнал о том, что данное неравенство выполн етс , запоминаетс  и служит осново дл  получени  компенсирующего напр жени  отрицательной обратной св зи.. Компенсирующий сигнал суммируетс  с входным. При этом получаетс  новое значение разностного сигнала и цикл повтор етс  до получени  разностного сигнала,меньшего чем младший разр д. Структурна  электрическа  схема устройства, реализующего способ, при ведена на чертеже. Аналого-цифровой преобразователь содержит разр дные формирователи 1 зон чувствительности, компаратор ста шего разр да 2, ЦАП 3, дифференциаль ный усилитель 4, блок 5 эталонных уровней, блок б формировани  модул  и знаковый компаратор 7. Разр дный формировательзон чувствительности содержит компараторы 8 и 9 и элемент Пирса 10. Разр дные формирователи 1 Формируют зону согласно неравенству, в пределах которого работает данный формирователь . ЦАП 3 образует цепь обратной св зи и преобразует двоичный код в аналоговый компенсирующий сигнал, который,суммиру сь в дифференциальном усилителе 4 с входным напр жением, образует разностный сигнал, который одновременнО| подаетс  на входы разр дных формирователей 1. Формула изобретени  1.Способ аналого-цифрового преобразовани  ЬЬеиованный на поразр дном уравновешивании компенсирующим сигналом отрицательной обратной св зи входного сигнала и сравнении разностного сигнала,равного алгебраической сумме компенсирующего и входного напр жени , с эталонным напр жением, отличающийс  тем, что с целью повышени  быстродействи  и точности, формируют зону чувствительности каждого разр да из эталонных напр жений данного и предьщущего разр дов, сравнивают одновременно разностный сигнал с зонами чувствительности всех разр дов и используют сигнал о нахождении данного разностного сигнала в зоне дл  получени  компенсируквдего напр жени  отрицательной обратной св зи. 2.Устройство дл  осуществлений способа по П.1, содержащее цифро,-/ аналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилител , второй вход которого соединен с первым входом компаратора, старшего разр да, выход которого соединен с входом старшего разр да цифро-аналогового преобразовател , второй вход компаратора соединен с входом старшего разр да блока эталонных уровней, а входна  шина устройства соединена с входом знакового компаратора, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства, в него введены блок выделени  модул  и разр дные форютрователи зон чувствительности, выходы которых соединены с информационными входами ,цифро- аналогового преобразовател , первый и второй входы соединены с выходами блока эталонных уровней данного и предыдущего разр дов , третьи входы соединены с выходами дифференциального усилител , а входна  шина устройства через блок формировани  модул  соединена со вторым входом дифференциального усилител , 3.Устройстводл  осуществлени  способа по п.2, отличающеес   тем, что разр дные формирователи зон чувствительности содержат рва компаратора и элемент Пирса, причем выходы компараторов через элемент Пирса соединены с выходной шиной разр дных формирователей зон чувствитель|ности , инвертирующий вход первого компаратора,инвертирующий вход второго компара:тора и объединенные инвер:тирующий и неинвертирующий входы перieoro и второго компараторов соединены чзортветственно с трем  входными шинами разр дных формирователей зон чувствадельности .A device for implementing the method of Claim 1, containing a DAC, a block of reference levels, a comparator, a sign comparator and a differential amplifier, a module allocation module and bit shaper of sensitivity zones are entered, the outputs of which are connected to the information inputs of the DAC, the first and second inputs are connected with the output blocks of the reference levels of this and the previous bit, the third INPUTS - with the output of the differential amplifier. The input bus of the device is connected to the second input of the differential amplifier through the module forming unit. In the apparatus for carrying out the method of claim 2, the bit formers of the sensitivity zones comprise a comparator and a Pier element. The outputs of the comparators are connected to the output bus of the bit shapers of the sensitivity zones through the Pier element. The inverting input of the first comparator, the inverting input of the second comparator, and the combined inverting and non-inverting inputs of the first and BT comparators are connected respectively to the three input soldiers of the discharge formers of the sensitive areas. The method of analog-digital conversion is carried out as follows. The call of sensitivity of each bit is formed from the previous samples of the previous and given bits according to the following inequality:. Ttpt U3.,. and,. ., where (U, 1) is the difference signal in the sensitivity zone; (U O) - differential signal outside the zone of sensitivity; Ug. - reference voltage of this pkzp da; Uj. . - reference voltage of the previous discharge; And the pc is a difference signal, equal to the algebraic sum of the input and compensating feedback signals. The number of zones is equal to the number of bits required tti ie required conversion accuracy. Then, it is simultaneously compared to which of the inequalities (1) describing (n sensitivity zones, the corresponding difference signal. The received signal that this inequality is fulfilled is remembered and serves as the basis for obtaining a compensating voltage of negative feedback. Compensating signal summed with the input, this produces a new value of the differential signal and the cycle repeats until a difference signal is obtained that is smaller than the least significant bit. The structural electrical circuit of the device that implements the method when The analog-to-digital converter contains bit drivers 1 sensitivity zones, a compiler for bit 2, DAC 3, differential amplifier 4, a block 5 of reference levels, a module forming unit b, and a sign comparator 7. The bit shaper sensitivity zone contains comparators 8 and 9 and Pierce element 10. Bit shaper 1 Form the zone according to the inequality within which this shaper operates. A DAC 3 forms a feedback circuit and converts the binary code into an analog compensating signal, which, summing up in the differential amplifier 4 with the input voltage, forms a difference signal, which simultaneously | 1. The method of analog-digital conversion is based on a counterbalancing by a compensating signal of the negative feedback of the input signal and comparing a difference signal equal to the algebraic sum of the compensating and input voltage, with the reference voltage of the differences, and the difference of the difference signal equal to the algebraic sum of the compensating and input voltages. In order to increase speed and accuracy, they form the sensitivity zone of each discharge from the reference voltages of this and previous discharges, compare one temporarily the difference signal with the sensitivity zones of all bits and use the signal that this difference signal is in the zone to receive compensation for all negative feedback voltages. 2. A device for carrying out the method according to Claim 1, comprising a digital, / / analog converter, the output of which is connected to the first input of a differential amplifier, the second input of which is connected to the first input of a comparator, the most significant bit, the output of which is connected to the input of a higher digit. -analogue converter, the second input of the comparator is connected to the higher-level input of the block of reference levels, and the device input bus is connected to the input of the sign comparator, characterized in that, to simplify the device, it is module allocation unit and bit forcing of sensitivity zones, outputs of which are connected to information inputs, digital-analog converter, the first and second inputs are connected to outputs of a block of reference levels of this and previous bits, the third inputs are connected to outputs of a differential amplifier, and input bus the device through the module forming unit is connected to the second input of the differential amplifier, 3. The device for implementing the method according to claim 2, characterized in that the bit shapers The sensitivity contains a comparator ditch and a Pierce element, and the outputs of the comparators are connected via an Pierce element to the output bus of the bit shapers of the sensitivity zones, the inverting input of the first comparator, the inverting input of the second comparator, and the combined inverting: rotating and non-inverting inputs of the first and second comparator It is compatible with three input tires of the sensitive formers of sensitive areas. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:Sources of information taken into account in the examination: Д. Смолов В.Б. Полупроводниковые; кодирующие и декодирующие преобразователи напр жений М., Энерги  1967, с. 128-142.D. Smolov V.B. Semiconductor; encoding and decoding voltage transformers M., Energia 1967, p. 128-142. 2. Авторское свидетельство СССР № 291335, Н 03 К 13/02, 1967.2. USSR author's certificate No. 291335, H 03 K 13/02, 1967.