Підсилювач виборки та запам’ятування для аналого-цифрового перетворювача

УСНЯИТЕЛЬ ВЫБОРКИ И ЗАПОМИНАНИЯ ДЛЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ по авт. св. № 9421 Л , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены генератор пилообразного напряжения, переключатель, операционный усилитель, ограничительный элемент и элемент обратной связи, выполненные соответственно в виде первого и второго резисторов, одни из выводов которых подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, другой вывод первого резисгора соединен с выходом первого ключа, друї ой вывод второго резистора и выход операционного усилителя являют ся выходом усилителя, прямой вход операционного усилигеля подключен к шине нулевого потенциала, управляющий вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом первого триггера, а выход подключен к входу переключателя, управляющий вход которого соединен с третьей шиной сигнала управления,а выход - с входной шиной . 00 1 II 96948 Изобретение относится к вычислительной технике и является усовершенстоиованием устройства по авт. св. N 942131 . * Цель изобретения - повышение точности усилителя. . На фиг.1 показана структурная схема усилителя выборки и запоминания для аналого-цифрового преобразователя; на фиг,2 - временные диаграммы работы усилителя. Усилитель содержит предварительный каскад 1 усиления, ключи 2-6, накопительный конденсатор 7, триггеры 8 и 9, выходной каскад 10 усиления, даритель 11 частотны с переменным коэффициентом деления, генератор 12 импульсов, счетчик I3, нуль-орган 14, аналого-цифровой преобразователь 15, входную шину 16, шины 17-19 сигнала управления, генератор 20 пилообразного напряжения, переключатель 21, операционный усилитель 22, ограничительный (элемент, выполненный в виде первого резистора 23, элемент обратной связи, выполненный в виде второго резистора 24, шину 25 нулевого потенциала. Усилитель работает в четыре такта. -В первом также вход преобразова.теля 15 Через ключ 6 подключен непосредственно к входной шине 16. Максимальный входной сигнал преобразуется в преобразователе \5 в цифровой код•На этом первый такт работы усилителя заканчивается. 5 10 15 20 25 30 35 В исходном состоянии во втором такте вход преобразователя 15 от40 ключен от входной мины 16 и подключен через ключ 6 к выходу каскада 10.Триггеры 8 и 9 находятся в единичном состоянии. В этом случае ключ 2 разомкнут, а ключи 3 и 4 замыка45 ются.iНакопительный конденсатор 7 через ключ 4 соединен с шиной 25, а через ключ 3, каскад 10 и ключ 6 подключен к входу преобразователя !5.Коэффициент деления делителя 11, 50 выбираемый с помощью какого-либо переключателя (не показан), равен своему минимальному значению. Импульсы or генератора 12 в делитель 11 не поступают.На выходе нуль-органа !4 в первом и во втором тактах содержит- " ся нулевой сигнал, ключ 5 разомкнут, импульсы от генератора 12 в счетчик 13 не поступают. Переключа * тель 2I и первых трех тактах разомкнут В момент t (фиг.2) на один из управляющих входов триггера 8 поступает сигнал "Выборка". В этом случае оба триггера 8 и 9 переходят из единичного состояния в нулевое, при этом ключ 2 замыкается, а ключи 3 и 4 размыкаются. Максимальный входной сигнал через каскад 1 и ключ 2 заряжает конденсатор 7. Импульсы от генератора 12 поступают в делитель.В момент "Ц в соответствии с заданным коэффициентом деления на другом входе триггера 8 появляется сигнал "Запоминание" и переводит этот триггер в единичное состояние. При этом ключ 2 размыкается, а ключ 3 замыкается. Напряжение на конденсаторе 7 через ключ 3, каскад 10 и ключ 6 поступает на вход преобразователя 15. После окончания процесса аналого-цифрового преобразования происходит сравнение цифровых кодов, полученных в первом и во втором тактах. Если погрешность выборки велика, значит время выборки должно быть увеличено. Б этом , случае устройство переводится в исходное состояние, для чего на другой управляющий вход триггера 9 подается сигнал "Разряд", который переводит его в единичное состояние. В этом случае ключ 4 замыкается, и через него конденсатор 7 разряжается. Затем коэффициент деления делителя 11 увеличивается на единицу по отношению к предыдущему значению, что соответствует времени выборки t f t - t . после чего процесс работы во втором такте повторяется. Если погрешность выборки опять велика, то этот процесс повторяется снова, причем время выборки опять увеличивается с помощью изменения коэффициента деления. Такое увеличение времени выборки продолжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 7 достигает значения максимального входного сиг~ нала. В этом случае цифровой код, полученный на первом такте, равен цифровому коду, полученному на / втором такте. Время выборки, при котором достигается такое равенство, является необходимым временем выборки. Оно устанавливается с точностью преобразователя 15 и равно произведению периода следования импульсов 4 196948 решности запоминания, нуль-орган генераторсі 12 импульсов нл коэффицисрабатывает. На ег о выходе формируент деления делителя 11. На этом ется нупевой сигнал, который размызаканчивается нторой такт работы. кает ключ 5, и импульсы о г генераПосле окончания второго такта нас тора 12 перестают поступать в счетчинается третий такт работы, на кочик 13. В сче гчике содержится код, тором определяется время запоминасоответствующий времени запоминания, ния, т.е. время, в течение которого т.е. времени,в течение которого погпогрешность запоминания не превырешность запоминания не превышает шает заданной величины. Исходное заданной величины. состояние в третьем такте следую10 щее: на входной шине 16 - максимальный входной сигнал, на выхоВ четвертом такте переключатель де каскада 10 - сигнал, равный зна21 замкнут. Триггеры 8 и 9 находятчению максимального входного сигнася в нулевом'состоянии. В этом слула. Ключ 6 соединяет выход каскада чае ключ 2 замкнут, а ключи 3 и 4 ра15 10 с одним из входов нуль-органа зомкнуты. Начало четвертого такта 14. На выходе нуль-органа содерначинается с переводом триггера 8 жится нулевой выходной сигнал, ключ из нулевого в единичное состояние 5 разомкнут и импульсы от генераимпульсом, который поступает на втотора 12 в счетчик 13 не поступают. рой вход триггера 8 с выхода гене20 Порог нуль-органа 14 равен значению ратора 12 через делитель 11. (Значедопустимой погрешности запоминания. ние коэффициента деления делителя 11 в четвертом такте может быть выбраНачало третьего такта начинаетно произвольным). Перейдя в единичся в момент t^, т.е. при переходе из режима "Выборка" в режим "Запоми- 25 ное состояние, триггер 8 запускает генератор 20 пилообразного напряженание". В этот момент на двух вхония, и напряжение пилообразной фордах нуль-органа 14 содержатся одимы через переключатель 21 и каскад наковые сигналы, равные значению 1 усиления поступает на вход ключа 2. максимального входного сигнала. На Одновременно с запуском генератора выходе нуль-органа 14 в этом случае 30 20 начинает размыкаться ключ 2. В формируется единичный сигнал, ключ связи с тем, что процесс размыкания 5 замыкается и импульсы от генераключа 2 происходит не мгновенно, натора 12 начинают поступать в счеткопительньй конденсатор 7 успевает чик 13. С течением времени запомизарядиться до некоторого напряжения. нания конденсатор 7 разряжается, 35 Напряжение на накопительном конденсаи сигнал, поступающий с выхода торе 7 через резистор 32 поступает на каскада 10 на один из входов нульвход и далее на выход операционного органа 14, начинает уменьшаться. Как усилителя 22. Напряжение на выходе только изменение этого сигнала преоперационного усилителя 22 соответвышает величину порога нуль-органа 40 ствует апертурному времени усилителя 14, т.е. погрешность запоминания выборки и запоминания. превышает значение допустимой пог 969'*8 Фиг.! 1196948 Ч I время $ыдорпи I tn . | Время запоминания tn tn+2 а зря да it ч \tt \*г \tn. 1 I ' 1 і Махсимальныи 6xoB~ і ной сигнал Погрешность залом и на ния І І Погрешность 5t to *tf Выборка tn Запоминание Фиг 2 Редактор 0.Головач Составитель В.Рудаков Техред А.Кикемезей Корректор М.Максинишинец Заказ 7570/52 Тираж 583 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР п о -. делам изобретений и открытии ;; • U3035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Филиал П П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 П V >