Спосіб аналого-цифрового перетворення і пристрій для його реалізації

Реферат: Винахід належить до цифрової вимірювальної і обчислювальної техніки і може бути використаний для перетворення аналогових величин в цифрові. Спосіб аналого-цифрового перетворення полягає в тому, що на кожному і-му такті формують компенсуючий сигнал врівноваження і здійснюють порівняння вхідного аналогового сигналу з сигналом врівноваження, по результатам порівняння на всіх тактах здійснюють формування вихідного коду надлишкової позиційної системи числення відрізняється тим, що на кожнім такті перетворення незалежно від результату порівняння на попередньому такті разом з основними компенсуючими сигналами використовуються додаткові форсуючі сигнали. При цьому загальний компенсуючий сигнал на і-му такті формується як сума відповідного набору основних еталонних сигналів і і-го форсуючого сигналу за умови, що тривалості тактів врівноваження задають обернено пропорційними вказаним вагам розрядів, так, що кожен наступний такт в  разів триваліший за попередній, де  - відношення між вагами сусідніх розрядів. Технічний результат полягає в досягненні змінної тривалості тактів порозрядного врівноваження і, відповідно, зменшення загального часу врівноваження, що у декілька разів підвищує швидкодію пристрою та розширює галузь його використання. UA 97687 C2 (12) UA 97687 C2 UA 97687 C2 5 10 15 Винахід відноситься до галузі цифрової вимірювальної і обчислювальної техніки і може бути використаний для перетворення аналогових величин в цифрові. Відомий спосіб аналого-цифрового перетворення (А.с. СРСР №1388985 Н 03 М 1/26, 1986), заснований на порозрядному врівноважені вхідного аналогового сигналу, який полягає в тому, що на кожному і-му такті формують сигнал врівноваження, рівний сумі основного компенсуючого сигналу врівноваження і першого додаткового компенсуючого сигналу врівноваження такої ж полярності, та виконують порівняння вхідного аналогового сигналу з сигналом врівноваження, за результатом порівняння на всіх тактах виконують формування вихідного коду, по результату порівняння на і-му такті вхідного аналогового сигналу з сигналом врівноваження у випадку перевищення сигналу врівноваження над вхідним аналоговим сигналом виконують на (і+1)-му такті до формування сигналу врівноваження формують другий додатковий компенсуючий сигнал врівноваження протилежної полярності, який при формуванні сигналу врівноваження сумують з основним і першим додатковим компенсуючим сигналами врівноваження даного такту, при цьому величини додаткових компенсуючих сигналів врівноваження визначають за формулою: n2 ~ Qdn 1  M(  Q j  Qn1  Q0 ), де  - основа надлишкового вимірювального коду; Qi - вага і-го 0 20 25 30 35 40 ~ розряду коду; М - масштабний коефіцієнт; Qdn 1 - величина додаткового компенсую чого сигналу врівноваження; n - розряд. Недоліком способу є низька швидкість аналого-цифрового перетворення через те, що тривалості всіх тактів врівноваження є однаковими, а час перетворення визначається сумою тривалостей усіх тактів. Відомий аналого-цифровий перетворювач порозрядного врівноваження на основі знакорозрядної надлишкової системи числення (Азаров О.Д. Основи теорії аналого-цифрового перетворення на основі надлишкових позиційних систем числення. Монографія. - Вінниця: УШВЕРСУМ - Вінниця, 2004. - стор. 43), який містить вхідну аналогову та вихідну цифрову шини, шину компенсуючого сигналу врівноваження, інформаційну шину результату порівняння, додатний і від'ємний цифро-аналогові перетворювачі з ваговою надлишковістю, суматор аналогових сигналів, схему порівняння, блок керування та логічний блок, вхідну аналогову шину з'єднано з входом схеми порівняння, інший аналоговий вхід схеми порівняння з'єднано шиною компенсуючого сигналу врівноваження з виходом суматора аналогових сигналів, а цифровий вихід схеми порівняння за допомогою шини результату порівняння з'єднано з блоком керування, вихідні цифрові шини блоку керування з'єднано з входами цифро-аналогових перетворювачів з ваговою надлишковістю, а також з логічним блоком, аналогові виходи цих цифро-аналогових перетворювачів з'єднано з входами суматора аналогових сигналів, вихід логічного блоку з'єднано з вихідною цифровою шиною. Недоліком цього пристрою є його низька швидкодія через те, що тривалості всіх тактів врівноваження є однаковими, а час перетворення визначається сумою тривалостей усіх тактів. За прототип обрано спосіб аналого-цифрового перетворення (А. с. №1304172 СССР, Н 03 М 1/26, 1987), заснований на порозрядному врівноваженні вхідного аналогового сигналу, який полягає в тому, що на кожному і-му такті формують компенсуючий сигнал врівноваження, виконують порівняння вхідного аналогового сигналу з компенсуючим сигналом врівноваження і запам'ятовують результат порівняння, одночасно з формуванням компенсуючого сигналу n  Q j  Qi  1 Q  45 50 55 j i 1 , 2 врівноваження формують додатковий аналоговий сигнал величиною де n число розрядів коду; Qi - вага і-го розряду, і перед порівнянням з вхідним аналоговим сигналом сумують компенсуючий сигнал врівноваження і додатковий аналоговий сигнали, а порівняння вхідного аналогового сигналу виконують з сигналом результату сумування, при цьому формування компенсуючого сигналу врівноваження виконують на основі надлишковоіго вимірювального коду з вагами Qi = Qi-1/, де 1