174408. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus berendezés analóg mintajelek erősítésére diszkrét értékeket felvevő erősítési tényezővel
15 174408 16 berendezés mintavételéhez hasonlóan történik, tehát az S 123 kapcsoló nyitásával. Az M 124 tárolóelemben tárolt mintajelet az S 126 kapcsoló zárásával az M 127 tárolólemezhez vezetjük, majd az S 126 kapcsolót ismét nyitjuk. A berendezést így ugyanolyan állapotba hoztuk, mint amelyet az 1. ábrán az erősítési tényező beállítási állapotnál láttunk. A működési mód az 1. ábrán ismertetettel azonos lesz. Az analóg-digitál átalakítás az erősítési tényező beállítása után kezdődik. A kapcsolók ekkor a 6A ábrán feltüntetett helyzetbe kerülnek. Ennél a kapcsolási elrendezésnél az analóg-digitál átalakításhoz alkalmazott komparálási + VR 2 feszültség értéke 0. Ha az erősítő bemenetén lévő mintajelet U-val jelöljük, az átalakítás a következőképpen zajlik le: az S 118 kapcsolót zárjuk, ha a 110 erősítő kimenetén a 2U — VQ feszültség 0-nál nagyobb. Az átalakítás első bitje akkor 1 lesz, és a 2U—VQ feszültséget az M 124 tárolóelemhez és onnan az M 127 tárolóelemhez vezetjük. Ha az erősítő 112 kimenetén a 2U—VQ feszültséget negatív, az S 118 kapcsolót nyitjuk és az S 116 kapcsolót zárjuk. A + VQ feszültséget ekkor lehetőleg 0 feszültséggel kell, hogy helyettesítsük, amennyiben az erősítési tényező beállításakor azR114 = R115 feltételt nem tartottuk volna be. Az M 124 tárolóelemben tárolt feszültség értéke ekkor 2U lesz, és ezt a feszültséget vezetjük az M 127 tárolóelemhez. A bitátalakítás értéke ebben az esetben 0 lesz. A 6B ábrán a 6. és a 6A ábrákon feltüntetett átalakító működését 1,5 V amplitúdójú mintajel feltételezésével pontosan ismertetjük. Az ábrán az egyes kapcsolók zárását folytonos vonallal, nyitásukat pedig vékony szaggatott vonallal jelöltük. A + VQ és a + VR 1 feszültségek értékét 10 V-ra választottuk, és ez megfelel az analóg-digitál átalakító maximális feszültségének is. Egyébként pedig feltételezzük, hogy az R 114, R 115 és R 117 ellenállásoknak azonos ohm értéke van, ezzel az alap-erősítési tényező értéke éppen 2-re adódik. Ha ezt nem így választottuk volna meg, akkor például egy további kapcsolót kellene alkalmaznunk, hogy az R 117 ellenállást a + VQ feszül tség helyett a testtel köthessük össze. Ekkor az R 115 ellenállás sem lenne azonos az R 117 ellenállással. Az erősítési tényező beállítása a 6B ábra szerinti adott ideig tart, amely éppen 8 időperiódusnak felel meg. Ezt az időtartamot más értékre is választhattuk volna, mert ez az időtartam a komparátor kimenetén megjelenő telítési érték megjelenési idejétől függően különböző is lehetne. Az analóg-digitál átalakítás 7 időperiódus tartamú, és a teljes időtartamot a megkívánt átalakítási pontosság határozza meg. A berendezés 15 periódusát az alábbiakban ismertetjük: to-át megelőző várakozási fázis: Az S 150, S 135 és S 123 kapcsolók kivételével az összes kapcsoló nyitott. Az analóg jelnek legyen 1,5 volt feszültsége, amely megjelenik az „l”-es erősítési tényezőjű erősítő kimenetén. Ezen áramkör összes kapcsolója nyitott. Ugyanez a jel van az M 124 tárolódemben is. Az M 127 tárolóelemen 0 és + 10 volt között tetszőleges feszültség lehet. to periódus: nyitjuk az S 123 kapcsolót és záijuk az S 126 kapcsolót. A V 112 feszültség azonos a bemeneti csatorna analóg jelének feszültségével. Az M 124 tároló elem megtartja az 1,5 voltos feszültségét. Az M 127 tároló megkapja ugyanezt az 1,5 voltos feszültséget, ti periódus: nyitjuk az S 150 kapcsolót és zárjuk az S 140 kapcsolót. Az A 113 differenciálerősítő most megkapja az M 127 tárolóelem jelét, de erősítési tényezője még mindig 1. t2 periódus: zárjuk az S 116 kapcsolót és megváltoztatjuk a késleltető áramkör kapcsolóinak az állapotát. A jelenleg 2-es erősítési tényezőjű A 113 differenciálerősítő kimenetén megjelenik azM 127 tárolóelem 1,5 voltos feszültségének a kétszerese. Ezt a 3 voltos feszültséget egyrészt a komparátorhoz vezetjük, amelynek kimenetén 0 volt lesz, másrészt pedig ezt a 3 voltos feszültséget elvezetjük az M 124 tárolóelemhez is. A periódus végére a numerikus kimeneten az erősítési tényező értékénél 0 bit jelenik meg. Ez a bit lesz a numerikus jel karakterisztikus részének első bitje. t3 periódus: megváltoztatjuk az S 123 és az S 126 kapcsolók állapotát és a 3 voltos feszültséget késleltetve az M 124 tárolóelemről az M 127 tárolóelemre juttatjuk. Az erősítő kimenetén 6 V keletkezik, de ez nincs összekötve az M 124 tárolóelemmel. t4 periódus: megváltoztatjuk az S 123 és S 126 kapcsolók állapotait. Az M 124 tárolóelem most kapja meg a 6 voltos feszültséget. A komparátor ismét 0 jelet hoz létre, amely a karakterisztikus rész második bitjét képezi. t5 periódus: megváltoztatjuk az S 123 és S 126 kapcsolók állapotát. Az erősítő 112 kimenetének a feszültsége most 12 volt lesz. A komparátor ezért telítési jelet hoz létre, miközben az M 124 tárolóelem még nem kapja meg a 12 voltos jelet. t6 periódus: megváltoztatjuk az S 123 és az S 126 kapcsolók állapotát. Ennek a periódusnak a végén egy „l”-es formában megjelenik a karakterisztikus rész harmadik bitje. Az S 126 kapcsolót azon periódus végétől nyitva kell hagynunk, amelyiknél a komparátor kimenetén telítési érték jelent meg és a kapcsolót egészen az erősítési tényező beállításának a befejeződéséig ebben a helyzetben kell hagynunk. t7 periódus: ebben a periódusban a kapcsolók helyzetét nem változtatjuk. A kapcsolók állapotát akkor kellene változtatnunk, ha a karakterisztikus rész harmadik bitje „0” lenne. t8 periódus: megkezdődik az átalakítási fázis. Megváltoztatjuk a komparátorok S 135 és S 136 kapcsolóinak az állapotát. Megváltoztatjuk az erősítő S 118 és S 116 kapcsolóinak az állapotát is. Az erősítő kimenetén így 2U - 10 voltot hoz létre, amennyiben bemenőfeszültsége U, és az S 118 kapcsoló már zárt állapotban van. Az M 127 tárolóelem feszültségének értéke 6 volt, és az erősítő 2 voltos feszültséget szolgáltat, amelyet a komparátorhoz és az M 124 tárolóelemhez vezetünk- A komparátor összehasonlító feszültségének nagysága most már 0, ezért a periódus végén egy „l”-es mantissza bitet kapunk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 8
