181910. lajstromszámú szabadalom • Berendezés gyorsan változó egyszeri lefutású vagy ismétlődő analóg villamos jelek tárolására, továbbá analóg és/vagy digitális megjelenítésére
181910 4 vagyis az eltárolható szavak összessége határozza meg. Ter mészetesen figyelembe kell venni azt a tényt, hogy a tároló kapacitásának növelése az esetek többségében együtt jár az írás-olvasási sebesség csökkenésével. A fenti főbb követelményekben megfogalmazott feladat megoldására szolgáló berendezés teljes áramköri kialakítá sára vonatkozó ismertetés a szakirodalomból nem ismert. Ismeretesek olyan átalakítók, amelyek vegyesen alkalmaz zák a párhuzamos és közelítéses eljárást annak érdekében, hogy a működési sebesség a rendelkezésre álló félvezető alkatrészek figyelembevételével növekedjen. Az alábbi két típus terjedt el leginkább: a) „R. I. Smith-Seville and J. Coles: 30 MHz converters Electron vol. 46 1974. febr. 25.” című közleményben ismerte • tett kétlépéses párhuzamos átalakító paralel technikával először a nagyobb helyiértéket, majd a kisebbeket határozza meg. A két lépés között a nagyobb helyiértéket vissza alakítja analóg feszültséggé és kivonja az eredeti jelből. A párhuzamosan működő komparátorok kimeneteire nagysebességű kódoló áramkör kapcsolódik. Az információ rendszerint Gray, vagy bináris kódban jelenik meg. A két nagysebességű párhuzamos átalakító között, pontos gyors beállású digitálanalóg átalakító és kivonó áramkör működik. Mivel a konverzió az első lépésben véges idő alatt zajlik le, ezért a konverter követőtartó áramkört tartalmaz. Ennek segítségével történik az összetartozó analóg feszültségek különbségének képzése. Ilyen elven működnek többek között a Computer Labs, DATEL Inc cég konverterei. Ezekkel 30 nanosecos konverziós idő érhető el igen magas alkatrészárakkal, nagysebességű követő-tartó, különbségképző, erősítő és nagysebességű digitál-analóg átalakítókkal. b) „Ed Graves: Very High Speed Data Aquisition Analogue dialogue (13—2) 1979.; D. H. Sheingold: Analog-digital Conversion Notes Analog Devices Inc. Worwood Massachusetts” című közlemény kaszkádikus konvertere sorra egymás után állapítja meg az eredménybiteket. A komparátorok állapotától függően a soron következő kivonó áramkörre vagy egy referencia-feszültség vagy nulla feszültségszint kapcsolódik. Az analóg-feszültséget jelkivonás után kétszeresre erősítjük, mielőtt a soron következő komparátor bemenetére jut a jel. Az egység a sorozatos kivonások elvén működik. A komparátorok kimenetén a kódolt információ bináris formában jelenik meg. Ezen megoldás működési sebességét a kapcsoló-áramkör, a differenciálerősítő véges időzítése korlátozza. Egy teljes átalakítás akkor ér véget, amikor az utolsó fokozat is beállt a bejövő feszültségből származó szintre. A kaszkád típusú átalakító egyik lényeges hátránya, hogy a kapcsolóáramkör nagy felfutási meredekségű jeleket hoz létre, melyeknek átvitele szélessávú erősítőket igényel. A jelfelfutás meredeksége a fokozatonkénti kétszeres erősítés miatt rendre megduplázódik, így az egyes fokozatok sávszélességigénye rendre növekszik. A gyakorlatban megvalósítható integrált áramkörök erősítőkkel a megfelelő sávszélesség kis jelamplitudóknál biztosítható. Még nagyobb problémát okoz az erősítők fázistolása, mely az átviteli sáv felső részében jelentős értéket ér el. A kaszkád típusú átalakítóknál lényeges hátrány, hogy a fázistolás digitalizálási hibát okoz, mert az összetartozó digitális információk a jelkésleltetés miatt nem azonos időpontban jelennek meg. A jeltárolási célra alkalmazható félvezetős tárolók alapvetően két csoportba sorolhatók: léptető regiszteres és véletlen hozzáférésű tárolók. A találmány szempontjából tulajdonképpen mindkét típus megfelelő. A léptető regiszteres tároló előnye, hogy kapacitásának, vagyis a léptető regiszter 3 hoszának növelése, nem növeli az írás-olvasási időt. Ezeknél a tárolóknál a beírás és a tárolás a vezérlő órajel ugyanazon fázisaiban történik, függetlenül attól, hogy a kérdéses tárolórekesz a teljes léptető regiszterláncban hol helyezkedik el (MASTER—SLAVE-elv). Hátránya, hogy gyártás kihozatali szempontból nem célszerű a léptető regiszter hosszát egy bizonyos határon túl növelni. Ilyen esetben multiplex vezérlést kell alkalmazni. A véletlen-hozzáférésű tárolók alkalmazása együtt jár a vezérlőegység bonyolultabb felépítésével, mert az egyes tároló rekeszeket külön-külön meg kell címezni. Ennél a tároló típusnál a tárolókapacitás növelése az írás-olvasási idő növekedését eredményezi. Ez abból adódik, hogy a vezérlő egységnek egy hosszabb cím generálásához nagyobb időre van szüksége, nem számítva, hogy magának a tárolónak is nagyobb a hozzáférési ideje (pl. megnövelt vonal kapacitások feltöltése és kisütése, stb.). A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése és olyan berendezés kialakítása, amelynél a kaszkád-típusú átalakítóknál a jelkésleltetés miatt fellépő digitalizálási hibát jelentősen csökkenti, vagyis a tárolást az analóg jellel szinkronban végezzük. További cél még az is, hogy az analóg a hozzájuk csatlakozó megjelenítő egységek sebességéhez. Még egy további cél, hogy a vezérlő egység határozza meg a jelrögzítés időtartamát, állítsa elő a mintavevő, valamint a tároló beírásához szükséges impulzussorozatot, továbbá a tároló kiolvasásához szükséges vezérlőjeleket. A mintavevő impulzussorozat egyes impulzusainak késleltetési ideje rendre feleljen meg az analóg-digitál átalakító jelhaladási idejének. A tároló beírásához szükséges impulzussorozat pedig legyen szinkronban a mintavevő impulzussorozattal. Cél még az is, hogy a vezérlőegység lássa el megfelelő vezérlőjellel a digitál-analóg átalakítót, az analóg, valamint a digitális kimeneti egységet. Természetesen a vezérlőegység feladatát képezi még az is, hogy a berendezés különböző üzemmódjainak megfelelően (késleltetett, előindított váltott időalapú, stb.) az impulzussorozatokat és vezérlő jeleket időrendi sorrendbe rendezze. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően olyan berendezés kialakításában jelölhetjük meg, amely alkalmas gyorsan változó, egyszeri lefutású, vagy ismétlődő analóg villamos jelek digitális tárolására, továbbá analóg és/vagy digitális megjelenítésére. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha olyan késleltetőláncot alkalmazunk, melynek késleltetése megegyezik a kaszkád-eljárással működő Gray-kódolású analóg-digitál átalakító jelhaladási késleltetésével, vagyis a digitális információt az analóg jelhaladással szinkronban írjuk be a tárolóba. További felismerés, hogy a késleltetett indítású, illetve előindítású üzemmódokat ugyanazon reverzibilis számláló megfelelő sorrendben történő vezérlésével oldjuk meg. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti berendezés néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti berendezés egy példakénti kiviteli alakja; a 2. ábra a kivonós-értékképző egység egy példakénti kiviteli alakja; a 3. ábra a kivonós-értékképző részegység egy példakénti kiviteli alakja; a 4. ábra a kivonós-értékképző részegység működési idődiagramja; az 5. ábra a léptető regiszteres tároló egy példakénti kiviteli alakja; a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
