174408. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus berendezés analóg mintajelek erősítésére diszkrét értékeket felvevő erősítési tényezővel
17 174408 t9 periódus: A berendezés állapotát nem változtatjuk. Az első bit értéke 1. Leszögezzük, hogy az átalakítási fázis során a mantissza bitjének a meghatározása után az M 124 tárolóelem megkapja a felerősített jelet. Az egyes bitek meghatározása után ezen jel fenntartásának a módja azonban ezeknek a biteknek az értékétől függ. tlO periódus: az S 123 és S 126 kapcsolók átállításával a 2 voltos jelet az M 127 tárolóelemhez továbbítjuk. Az erősítő kimenetén —6 volt keletkezik. A komparátor kimenetén a feszültség 0 volt lesz, ezért ezen periódus végére megkapjuk a második bitet. tll periódus: megváltoztatjuk az S 123 és 126 kapcsolók és az S 118, továbbá az S 116 kapcsolók állapotát. Az erősítő így 2U feszültséget fog kiadni. Az M 124 tárolóelem ezért 4 voltos feszültséget kap. A komparátor telítettségi jelet hoz létre, erre azonban nem vagyunk tekintettel. tl2 periódus: megváltoztatjuk az S 116, S 118, S 123 és S 126 kapcsolók állapotát. Az erősítő ekkor 2U - 10 voltos feszültséget szolgáltat. A komparátor ezért —2 voltos feszültséget kap, ennek következtében „0” állapotba kerül, és ezért a periódus végére megkaptuk a mantissza harmadik bitjét. tl3 periódus: ismét megváltoztatjuk az S 123, S 126 kapcsolók, valamint S 118 és S 116 kapcsolók állapotát, mert az előző bit értéke „0” volt. Az M 124 tárolóelem 8 voltos jelet kap. A komparátor telítési jelet szolgáltat, erre azonban nem leszünk tekintettel. tl4 periódus: megváltoztatjuk az S 123 és S 126 kapcsolók, valamint az S 118 és S 116 kapcsolók állapotát, mivel az előző bit értéke „0” volt. Az erősítőről 6 voltos feszültség jut a komparátorhoz, amely ennek következtében telítési értéket vesz fel. Ennek a periódusnak a végére megkapjuk a mantissza negyedik és egyben utolsó bitjét, amelynek értéke „1”. 115 periódus: visszatérünk a to időintervallumot megelőző várakozási állapotba a következő feszültségértékek megjelenéséig. Az S 123, S 135 és S 150 kapcsolók zártak. Az összes többi kapcsoló, tehát az S 140, S 136, S 118, S 116 és S 126 kapcsolók nyitottak. A teljes erősítési tényezőnek a karakterisztikus rész egyes bitjeivel való kódolása a következő: 111 megfelel 2°-nek 011 megfelel 21 -nek 001 megfelel 22-nek 000 megfelel 23-nak. A 7. ábra alapján az analóg-digitál átalakító egy olyan másik változatát ismertetjük, amelynél a referenciafeszültség értéke éppen 0. Az előzőekben ismertetett átalakítással ellentétben ez az átalakítás az erősítővel végrehajtott szisztematikus kivonásokból áll, még akkor is, ha az eredmény negatív. A negatív eredményt eredeti alakjában fogjuk tárolni a tárolóelemekben. Ha az erősítő bemenetére kerülő jel negatív, akkor olyan kvantálási jelet biztosítunk, amely önmagában is negatív. Mivel a komparátor azt a tényt meghatározza, hogy a mintajel negatív, a jelpolaritás vezérlését ezért a komparátor kimenőjelétől függően oldjuk meg. A szakemberek számára világos, hogy ha a 2U mintajel negatív értékű 2 x U — VQ értéket ad, és ha ezt a kapott jelet a VQ jel polaritásának megváltoztatása mellett ismételten ugyanezen műveletnek vetjük alá, akkor ugyanolyan 2 x (2 x U — VQ)—(—VQ) kifejezést kapunk, mintha a 2U jelet negatív értéken tárolva dolgoznánk és végül olyan kivonást végeznénk, amelynél a VQ jelet „+” előjellel vennénk figyelembe. Mivel ezzel a berendezéssel két különböző polaritású jelet is át tudunk alakítani, célszerűnek mutatkozik, hogy az erősítési tényező vezérléséhez két összehasonlító + VR 1 és — VR 1 feszültséget alkalmazunk. A 7. ábrán a kapcsolók helyzetét az erősítési tényező beállításának kezdeténél tüntettük fel. A 7A ábrán ezzel szemben a kapcsolók helyzetét az analóg-digitál átalakítás kezdeténél, azaz az előjel rögzítésénél tüntettük fel. A 7B ábrán a 7. és 7A ábrák szerinti kapcsolási elrendezések működési módját mutattuk be, amelynél a vizsgált mintajelnek +1,5 voltos feszültsége volt. A 6B ábrával analóg 7B ábra kapcsán a következő peremfeltételeket tételezzük fel: VQ = VR 1 = 10 volt, R 114 = R 117 = 3 xR 115. Az erősítési tényező beállításához alkalmazott alaperősítési tényező értéke 4, azaz 22. A karakterisztikus rész bitjeinek száma az előző esettel azonos lesz. Az erősítési tényező beállítási módja a 6. ábra szerinti kiviteli alak működésével azonosan történik. Bár a két esetben azonos mintajelet alkalmaztunk, a karakterisztikus rész numerikus értéke különböző lesz, mert a karakterisztikus rész bitszámértékeinek a súlyozását meghatározó alap-erősítési tényező értéke különböző. Az analóg-digitál átalakításnál a bitek száma; 4, valamint egy első bit, amely az előjelet határozza meg. Mivel az erősítő feszültségeinek az M 124 tárolóelembe történő továbbítását a mégváltozott peremfeltételek nem befolyásolják, a késleltető áramkörök kapcsolóinak a helyzete az egyes periódusokban változatlan marad. így, mint már említettük, a komparátor a ti 2 periódus után azt mutatja, hogy a mintajel negatív, ezért egy „0” bitet tárol. Ebben az időpontban az S 118 és S 119 kapcsolók úgy változtatják állapotukat, hogy a kvantálási jel polaritása +10 voltról — 10 voltra változik. Megállapítjuk továbbá, hogy a t8 periódus alatt az A 113 differenciálerősítőnek „l”-es erősítési tényezője van, aminek következtében úgy van lehetőség az előjel meghatározására, hogy a mintajel értéke eközben nem változik. A 8. és 8A ábrákon olyan elrendezéseket tüntettünk fel, amelyeknél a tárolást két statikus tárolóelemmel valósíthatjuk meg, és második 160 erősítőt is alkalmaztunk, amely a 110 erősítővel analóg felépítésű. A 160 erősítőt az M 124 tárolóelem kimenete és az S 126 kapcsoló bemenete közé kapcsoltuk. A 8. ábrán a kapcsolók helyzetét az erősítési tényező meghatározásának kezdeténél tüntettük fel. A 8A ábrán a kapcsolók helyzete megfelel az analóg-digitál átalakítás kezdetéhez szükséges kapcsolóhelyzetnek. A 8. és 8A ábrán feltüntetett berendezés a 7. ábra szerinti kapcsolási elrendezés változata, és azzal pontosan azonos módon működik. Ennek az elrendezésnek a legnagyobb előnye az, hogy kétszeres működési sebessége van, mert az egyes komparátorok második időperió-18 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 P
