Спосіб аналого-цифрового перетворення і пристрій для його реалізації

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб аналого-цифрового перетворення, який базується на застосуванні процесу перерозподілу заряду на конденсаторній матриці і складається з двох етапів: етапу калібрування старших, неточних розрядів перетворювача і етапу безпосереднього перетворення, який відрізняється тим, що процедуру калібрування здійснюють виключно в цифровій формі, для чого на вхід конденсатора, що калібрують, подають опорну напругу, далі відповідний заряд перерозподіляють на конденсаторах основної і додаткової конденсаторних матриць, в процесі чого розраховують двійковий еквівалент ваги розряду, що калібрують, і записують в оперативну пам'ять, згадану процедуру виконують для всіх старших неточних розрядів, на етапі основного перетворення вхідну напругу подають на основну конденсаторну матрицю, після чого відповідний заряд перерозподіляють на конденсаторах матриці, в процесі чого визначають двійковий еквівалент вхідногосигналу шляхом додавання ваг точних та відкаліброваних неточних розрядів.

2. Аналого-цифровий перетворювач містить основну та додаткову конденсаторні матриці, основний та додатковий регістри послідовного наближення, схему порівняння, блок додавання, блок оперативної пам'яті, вхідну аналогову шину, шину опорної напруги, причому перший та другий вхід основної конденсаторної матриці під'єднано відповідно до вхідної аналогової шини та шини опорної напруги, а вихід основної конденсаторної матриці підключено до інверсного входу схеми порівняння, прямий вхід якої підключено до шини нульового потенціалу, а вихід до першого входу основного та додаткового регістрів послідовного наближення, перші виходи яких підключено до третього входу основної конденсаторної матриці та першого входу додаткової конденсаторної матриці відповідно, вихід додаткової конденсаторної матриці з'єднано з інверсним входом схеми порівняння, який відрізняється тим, що додатково введено блок постійної пам'яті, блок керування, ключовий елемент, дешифратор, лічильник калібрування, лічильник адрес, мультиплексор, блок маскування, вихідний регістр, шину керуючих сигналів, шину сигналів стану, вихідну аналогову шину та вихідну цифрову шину, причому вихідна аналогова шина з'єднана з виходами основної та допоміжної конденсаторних матриць, інверсним входом схеми порівняння та першим входом ключового елемента, другий вхід якого з'єднано з відповідним виходом шини керуючих сигналів, а вихід з виходом схеми порівняння, який в свою чергу з'єднано з першим входом блока маскування, другий вхід якого з'єднано з виходом блока оперативної пам'яті, а вихід з'єднано з першим входом блока додавання, вихід якого з'єднано з інформаційним входом вихідного регістра, керуючий вхід якого з'єднано з відповідним виходом шини керуючих сигналів, а вихід з'єднано з вихідною цифровою шиною другим входом блока додавання та першим входом мультиплексора, другий вхід якого з'єднано з виходом блока постійної пам'яті, а вихід з інформаційним входом блока оперативної пам'яті, адресний вхід якої з'єднано з адресним входом блока постійної пам'яті та з виходом лічильника адрес, інформаційний вхід якого з'єднано з виходом лічильника калібрування та входом дешифратора, вихід якого з'єднано з другим входом основного регістра послідовного наближення, а керуючі входи лічильника калібрувань, лічильника адрес, блока постійної пам'яті, мультиплексора, блока оперативної пам'яті, другий вхід додаткового регістра послідовного наближення, третій вхід основного регістра послідовного наближення з'єднано з відповідними виходами шини керуючих сигналів, другий вхід додаткової конденсаторної матриці з'єднаний з шиною опорної напруги, другі виходи основного та додаткового регістрів послідовного наближення з'єднано з шиною сигналів стану, що подаються на вхід блока керування, причому основна конденсаторна матриця містить n конденсаторів, де номінали двох сусідніх відрізняються в a раз, додаткова конденсаторна матриця містить k конденсаторів, де номінали двох сусідніх відрізняються в a раз, а найбільший номінал конденсатора додаткової матриці в a разів менший за найменший номінал конденсатора основної матриці.

Текст

1. Спосіб аналого-цифрового перетворення, який базується на застосуванні процесу перерозподілу заряду на конденсаторній матриці і складається з двох етапів: етапу калібрування старших, неточних розрядів перетворювача і етапу безпосереднього перетворення, який відрізняється тим, що процедуру калібрування здійснюють виключно в цифровій формі, для чого на вхід конденсатора, що калібрують, подають опорну напругу, далі відповідний заряд перерозподіляють на конденсаторах основної і додаткової конденсаторних матриць, в процесі чого розраховують двійковий еквівалент ваги розряду, що калібрують, і записують в оперативну пам'ять, згадану процедуру виконують для всіх старших неточних розрядів, на етапі основного перетворення вхідну напругу подають на основну конденсаторну матрицю, після чого відповідний заряд перерозподіляють на конденсаторах матриці, в процесі чого визначають двійковий еквівалент вхідного сигналу шляхом додавання ваг точних та відкаліброваних неточних розрядів. 2. Аналого-цифровий перетворювач містить основну та додаткову конденсаторні матриці, основний та додатковий регістри послідовного наближення, схему порівняння, блок додавання, блок оперативної пам'яті, вхідну аналогову шину, шину опорної напруги, причому перший та другий вхід основної 2 (19) 1 3 94779 4 шини керуючих сигналів, другий вхід додаткової конденсаторної матриці з'єднаний з шиною опорної напруги, другі виходи основного та додаткового регістрів послідовного наближення з'єднано з шиною сигналів стану, що подаються на вхід блока керування, причому основна конденсаторна матриця містить n конденсаторів, де номінали двох сусідніх відрізняються в  раз, додаткова конденсаторна матриця містить k конденсаторів, де номінали двох сусідніх відрізняються в  раз, а найбільший номінал конденсатора додаткової матриці в  разів менший за найменший номінал конденсатора основної матриці. Винахід належить до галузі цифрової вимірювальної і обчислювальної техніки і може бути використаний для перетворення аналогових величин в цифрові. Відомий спосіб аналого-цифрового перетворення та пристрій на його основі (МсСrеаrу J.L., Gray P.R. All-MOS charge redistribution analog-todigital conversion techniques - Part 1 // IEEE J. SolidState Circuits. - 1975. - Vol. 10. - P. 371-379), заснований на використанні процесу перерозподілу заряду між конденсаторами двійково-зваженої конденсаторної матриці, в процесі якого формується вихідний код. Перетворення здійснюється послідовно в три етапи: дискретизації, перехідної фази та врівноваження. На етапі дискретизації верхні обкладинки конденсаторної матриці замкнені на шину нульового потенціалу, а на нижні обкладинки подається вхідна напруга Uвх. На етапі перехідної фази верхні обкладинки конденсаторної матриці від'єднуються від шини нульового потенціалу, а нижні під'єднуються до неї, що призводить до формування на верхніх обкладинках матриці, які підключено до входу схеми порівняння, напруги -Uвх. Далі виконується операція врівноваження, яка полягає в покроковому під'єднанні до нижніх обкладинок конденсаторів матриці, починаючи з конденсатора найбільшої ємності джерела опорної напруги. На першому кроці врівноваження схема є дільником напруги між двома конденсаторами однакової ємності -"старшим" конденсатором матриці та конденсатором, що утворюється рештою конденсаторів матриці. Таким чином, напруга Uх на вході схеми порівняння дорівнюватиме Uх=-Uвх+Uоп/2. Схема порівняння визначає знак напруги Uх і формує відповідний розряд вихідного коду. У випадку, коли UxUoп/2) старший двійковий розряд встановлюється в "1". У випадку Ux>0 (Uвх

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for analog-to-digital transformation and a device for implementation thereof

Автори англійською

Zakharchenko Serhii Mykhailovych, Azarov Oleksii Dmytrovych, Zakcharchenko Mykhailo Hryhorovych

Назва патенту російською

Способ аналого-цифрового преобразования и устройство для его реализации

Автори російською

Захарченко Сергей Михайлович, Азаров Алексей Дмитриевич, Захарченко Михаил Григорьевич

МПК / Мітки

МПК: H03M 1/10, H03M 1/00

Мітки: пристрій, реалізації, перетворення, аналого-цифрового, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-94779-sposib-analogo-cifrovogo-peretvorennya-i-pristrijj-dlya-jjogo-realizaci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб аналого-цифрового перетворення і пристрій для його реалізації</a>

Подібні патенти