198588. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolt kapacitív visszacsatoló áramkör és ezt felhasználó szigma-delta modulátor
5 HU 198588 B 6 ferencia feszültséget kapcsolhatunk. A V és -V feszültségek értéke 2,5 V, ill. -2,5 V. A modulátor működésének ismertetése előtt az ADC analóg-digitél átalakító működését tekintjük át. Az 02N impulzusok minden P2 idözitő impulzusa és az 02P impulzusok minden P2 időzítő impulzusa előtt az N5 és N6 tranzisztorok vezető állapotban vannak. Az N5 tranzisztor vezető állapota miatt az 0A2 műveleti erősítő W kimenetén jelenlévő w(t) jelből a CO komparátor inverterének II bemenetén jelenlévő és külön nem vázolt szórt kapacitása révén mintát veszünk és azt tároljuk. Hasonlóképpen az N6 tranzisztor vezető állapota miatt.az 12 bemeneten lévő szórt kapacitás révén a földpotenciálból is mintát veszünk és ezt tároljuk. Az 01N impulzusok minden Pl időzítő impulzusa alatt és az 01P impulzusok minden Pl időzítő impulzusa alatt az N4 és P4 tranzisztorok egyaránt vezetnek és ennek következtében az INV1 és INV2 inverterek, továbbá a CO komparátor úgy működik, hogy megkezdődik a tárolt mintavett bemeneti jel és a mintavett földpotenciál összehasonlítása. A hurokba kapcsolt INV1 és INV2 inverterek erősítő hatása következtében, és attól függően, hogy a mintaveU ! .-ni.rin-I i jel a 0 feszültségnél kisebb vagy nagyobb, a CO komparátor 01 kimenetén VDD tápfeszültség (logikai 1-es) vagy VSS tápfeszültség (logikai 0) jelenik meg. Ezt a bináris kimeneti jelet a Gl NEM-VAGY kapu által az 02N impulzusokkal kapuzzuk és ez utóbbi 02N impulzusok ezért az említett 01 kimenet z bináris kimeneti jelként csak a P2 idözitő impulzusok tartalma alatt jelenik meg a Z kimeneten, egyébként ezen Z kimenet értéke 0. Összegezve megállapíthatjuk, hogy a CO komparátor és a vele társított G1 NEM-VAGY kapu úgy működik, mint egy egybites ADC analóg-digitál átalakító, amely az analóg w(t) jel pillanatnyi értékét olyan z bináris kimeneti jellé alakítja át, amely attól függően 1 vagy 0, hogy a w(t) jel mintavett értéke 0- -nál nagyobb vagy kisebb. A fent ismertetett modulátor működésének ismertetésénél feltételezzük, hogy az nT időpontban u(t) bemeneti jelet kapcsolunk az U bemenetre, és ennek a jelnek a teljes mintavételi T periódus alatt állandó u(nT) értéke van (2. ábra). Azt is feltételezzük, hogy az OA 1 műveleti erősítő X kimenetén lévő x(t) jelnek és az 0A2 műveleti erősítő W kimenetén lévő w(t) jelnek x(nT) illetve w(nT) értéke van. Az 01N impulzusok Pl idözitő impulzusa és az 01P impulzusok Pl időzítő impulzusa alatt az SÍI és S12 kapcsolók zártak és az N4 és P4 tranzisztorok vezetnek:- miután az SÍI és S12 kapcsolók zártak, az u(nT) érték mintavételezése megtörténik a Cl kondenzátor az u(nT) érték és a föld között töltődik abban a soros áramkörban, amely az SÍI kapcsolóból és a Cl kondenzátorból, valamint az S12 kapcsolóból áll;- hasonló módon, mivel az S13 és S14 kapcsolók zártak, az x(nT) érték mintavételezése történik és a C3 kondenzátor az x(nT) érték és a földpotenciál között töltődik az S13 kapcsolóból, a C3 kondenzátorból, és az S14 kapcsolóból álló soros áramkörben;- mivel a P4 és N4 tranzisztorok vezetnek, a CO komparátor úgy működik, hogy az N5 tranzisztor által korábban mintavételezett értéket, azaz a w(nT) értéket a G1 NEM-VAGY kapu Z kimenetén megjelenő z bináris kimeneti jellé alakítja ét. Az S15 kapcsoló zárt állapota következtében a z bináris kimeneti jel értékét a DAC digitál-analóg átalakító megkapja, és ez kimenetén attól függően b=V vagy b=-V visszacsatoló jelet hoz létre, hogy a z bináris kimeneti jel értéke 1 vagy 0. Valóban, amikor a z=l, az S3 kapcsoló zárt, míg z=0 érték esetén az S4 kapcsoló záródik. Az 02N impulzusoknak a következő P2 időzítő impulzusa és az 02P impulzusoknak a következő P2 időzítő impulzusa alatt az S21... Sí4 kapcsolók zártak és az N5 és N6 tran - 'i ztorok vezetnek:- az S21 és S22 kapcsolók zárt állapota miatt a V vagy -V feszültségű b visszacsatoló jelet az előzőleg az u(nT) értékre feltöltött Cl kondenzátoron keresztül az integráló jellegű 0A1 műveleti erősítő invertáló bemenetére vezetjük. Ebben az (n+l)T időpontban az X kimeneten az x(t) jel az alábbi értéket veszi fel: Cl Cl x[(n+l )T] = x(nT) + — u(nT)------b; C2 C2- hasonlóképpen, miután az S23 és S24 kapcsolók zártak, a b visszacsatoló jelet az előzőleg az x(nT) értékre feltöltött C3 kondenzátoron keresztül az integráló jellegű DA2 műveleti erősítő invertáló bemenetére vezetjük. Az (n+l)T időpontban ennek W kimenetéi a w(t) jel az alábbi értéket veszi fel: C3 C3 w (n+l)T = w(nT) +— x(nT)------b C4 C4 A fentiekből következik, hogy az IMI bemeneti egység, az IM2 integrátor, valamint . az IM3 bemeneti egység és az IM4 integrátor az u(t) bemeneti jel és x(t) jel vonatkozásában nem-invertáló integrátorként működnek, a b visszacsatoló jel tekintetében pedig inve rláló integrátorként. Ez a megállapítás nem érvényes a fentiekben hivatkozott ismert modulátorra. Ezen kívül egy teljes P2 időzítő impulzust használunk a b visszacsatoló jel mi itavételezésére és a bemeneti jelek és a visszacsatoló jelek összegezésére és integrálás éra. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 r»o 65 5
