Przedmiotem wynalazku jest uklad do kodowa¬ nia próbek sygnalów analogowych ze wzmacnia¬ czem próbkujacym, zwlaszcza w celu uzyskania sygnalów cyfrowych zmienno-przecinkowych.Obecny postep w technice informacji cyfrowych tak w dziedzinie wyszukiwania jak i w obróbce wykazuje ogólna tendencje do kodowania, w posta¬ ci cyfrowej, sygnalów analogowych dostarczanych przez rózne zródla. Typowym przykladem jest np. dziedzina badan sejsmicznych. Czujniki przetwor¬ nikowe, takie jak geofony, rozmieszczone sa w ba¬ danych miejscach, w celu dostarczenia analogo¬ wych sygnalów sejsmicznych powstalych w wy¬ niku sztucznie wywolanego wstrzasu, po czym sy¬ gnaly analogowe w celu ich wykorzystania sa przeksztalcane w sygnaly cyfrowe. Sygnaly cy¬ frowe zmiennoprzecinkowe skladaja sie z cechy oraz z mantysy zawierajacych elementarne infor¬ macje binarne, czyli bity. Ilosc cyfr przypadaja¬ cych kazdemu bitowi cechy lub mantysy zalezy badz od rzedu bitu w czasie (kodowanie szerego¬ we), badz od faktu, ze kazdy bit jest dostarczany w okreslonym kanale (kodowanie równolegle), badz tez przez polaczenie obu tych rodzajów kodowa¬ nia.Ogólnie kodowanie sygnalu analogowego polega na pobraniu z tego sygnalu próbek rozmieszczo¬ nych dostatecznie blisko siebie, aby stanowily w calosci wierne odtworzenie sygnalu analogowego.Kodowanie obejmuje nastepnie pomiar amplitudy 2 i ewentualnie znaku kazdej z tych próbek, przy czym wynik tego pomiaru jest wyrazony w posta¬ ci sygnalu cyfrowego. Taki sposób kodowania obej- „ mujacy zwykly pomiar kazdej próbki jest znany jako kodowanie staloprzecinkowe.W przypadku, gdy dynamika sygnalów analogo¬ wych jest wysoka, kodowanie staloprzecinkowe wy¬ maga duzej ilosci .pozycji binarnych. Rozwiazanie to okazuje sie wiec skomplikowane i trudne do t0 wprowadzenia w praktyce. Aby zapobiec tym nie¬ dogodnosciom opracowano najpierw system pole¬ gajacy na wzmocnieniu wartosci kazdej próbki, ze wzmocnieniem binarnym regulowanym, wsród wielu z góry okreslonych wartosoi, w celu dopro- J5 wadzenia amplitudy kazdej próbki wzmocnionej do wartosci, w przyblizeniu ponizej wartosci sta¬ lej, zwanej sygnalem pelnoslkadowyim, a nastep¬ nie przeprowadzeniu konwersji analogowo-cyfro¬ wej tak wzmocnionej próbki, zaleznej od tego sy- gnalu pelnoskalowego. Rozwiazanie to zwane ko¬ dowaniem zmiennoprzecinkowym jest znane z fran¬ cuskiego opisu patentowego nr 1 522 367.W tych warunkach, sygnal cyfrowy uzyskamy na wyjsciu przetwornika analogowo-cyfrowego, zwany mantysa, reprezentuje wartosc wzmocnio¬ na próbki ze wzmocnieniem binarnym. To wzmoc¬ nienie binarne wyrazone oddzielnie w postaci cy¬ frowej stanowi ceche okreslajaca polozenie prze¬ cinka w mantysie. Ogólnie, wybiera sie takie na¬ go piecie pelnoskalowe, ze wzmocnienie binarne ma 9168091680 zawsze wartosc powyzej jednosci, a wiec prze¬ mieszczanie przecinka odbywa sie zawsze w tym samym kierunku, w wyniku czego znak cechy po¬ zostaje zawsze ten sam i moze byc pominiety.Odwrotnie, ewentualny znak sygnalów analo¬ gowych czyli próbek jest zalezny od mantysy.Przez regulowanie wzmocnienia rozumie sie ope¬ racje polegajaca na wzmocnieniu sygnalu próbki, ze wspólczynnikiem odpowiednim do doprowadzo¬ nego wzmocnionego sygnalu próbki, do wartosci 'w przyblizeniu nie przekraczajacej napiecia pelno- skalowego, natomiast jako konwersje rozumie sie operacje polegajaca na dokonaniu przetwarzania analogowo-cyfrowego tak wzmocnionej próbki.Kodowanie staloprzecinkowe sygnalów analogo¬ wych okreslonej biegunowosci i niewielkiej dyna¬ mice jest znane z francuskiego opisu patentowego nr 978 054. Jednakze urzadzenie tam przedstawio¬ ne nie pozwala na kodowanie zmienno-przecinko- we sygnalów analogowych o duzej dynamice, a po¬ nadto nie wykazuje dostatecznie duzej dokladnosci.Obecnie kodowanie zmiennoprzecinkowe polega na oddzielnym dokonywaniu regulacji wzmocnie¬ nia we wzmacniaczu próbek o regulacji binarnej za pomoca malych wartosci, a nastepnie pomiaru kazdej tak wzmocnionej próbki w przetworniku tnalogowo-cyfrowym.Jako istotne dwa parametry dla kodowania zmienno-przecinkowego wymienia sie: czestotli¬ wosc próbkowania powiazana z zadana predkoscia dla obwodów elektronicznych oraz wzgledna sred¬ nia dokladnosc pomiaru, okreslana przez ilosc do¬ kladnych cyfr znaczacych, zalezna od stosunku miedzy amplituda próbki wzmacnianej, a amplitu¬ da sygnalu pelnoskalowego. Dokladnosc pomiaru , moze oczywiscie byc tym wieksza, im wieksza jest ilosc malych wartosci przyrostu, dla sygnalów analogowych o okreslonej dynamice, Stosowane wzmacniacze próbek o automatycznej regulacji wspólczynnika wzmocnienia oraz prze¬ tworniki analogowo-cyfrowe sa tym 'bardziej zlo¬ zone, im ilosc malych wartosci przyrostu oraz od¬ powiednio ilosc zadanych cyfr znaczacych, jest wieksza.Wynika z tego, ze znane urzadzenia charaktery¬ zuja sie duzymi rozmiarami oraz wysokim- zuzy¬ ciem energii elektrycznej. Przy obróbce duzej ilo¬ sci róznych sygnalów analogowych mozna zastoso¬ wac indywidualne dla kazdego sygnalu urzadzenie do kodowania zmiennoprzecinkowego, co jest jed¬ nak kosztowne i stwarza trudne do (rozwiaziainia problemy gdyz te rózne sygnaly musza byc po¬ równane po kodowaniu, badz mozna zastosowac urzadzenie do wielokrotnego kodowania róznych sygnalów analogowych, w celu podania ich do po¬ jedynczej linii kodowania zmiennoprzecinkowego, przy czym wystepuja tu niedogodnosci polegajace na koniecznosci mnozenia zadanej predkosci dla tej pojedynczej linii kodowania przez ilosc sygnalów analogowych jednoczesnie przetworzonych.Oba znane typy urzadzen charakteryzuja duze rozmiary oraz wysokie zapotrzebowanie energii elektrycznej, tak ze ich zastosowanie w kazdych warunkach nie jest mozliwe. Stanowi to duza nie- dogodnosc w przypadku koniecznosci zastosowania w takich badaniach jak sejsmiczne, w których wystepuje duza ilosc czujników rozmieszczanych na badanym terenie, przy czym sygnaly dostar- cziane przez te czujniki sa kodowane ma miejiscu.Zinane urzadzenia do kodowania powinny znajdo¬ wac sie w poblizu zródel energii, takich jak prze¬ nosnie laboratoria samochodowe podczas gdy w te¬ renie czujniki musza byc rozmieszczone w pew- nych odleglosciach.Celem wynalazku jest opracowanie prostego urzadzenia elektronicznego, przeznaczonego do wzmocnienia próbek sygnalów analogowych z jed¬ noczesna automatyczna regulacja wspólczynnika wzmocnienia. • Uklad do kodowania próbek sygnalów analogo¬ wych, ze wzmacniaczem próbkujacym, zawierajacy obwód wzmacniajacy majacy wejscie i wyjscie sygnalu oraz okreslone wzmocnienie podstawowe . sygnalu wejsciowego, opózniajacy obwód pamieci dostarczajacy, po okreslonym odstepie czasu opóz¬ nienia jako sygnal wyjsciowy swój sygnal wejscio¬ wy, a posiadajacy swoje wejscie i wyjscie dolaczo¬ ne odpowiednio do wyjscia i wejscia wzmacniacza zapewniajac petle recyrkulacji, i zawierajacy o^wód porównujacy dolaczony do wyjscia obwodu wzmac¬ niajacego, do porównywania sygnalu wyjsciowego obwodu wzmaaniajacego z sygnalem odniesienia, P^y czyim uklad'jest przystosowany do wspólpracy z przetwornikiem analogawo-cyfrowym posiadaja¬ cym sygnal pelnoskaiowy, dolaczonym do wyjscia obwodu wzmacniajacego w celu dokonania kon¬ wersji analogowo-cyfrowej kazdej próbki po wzmoc- J5 mieniu, wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze okreslone wzmocnienie podsitawowe obwodu wzmacniajacego jest wykladnikiem potegi o pod¬ stawie 2, a sygnal odniesienia posiada wartosc nie zero, przy czym obwód zawiera logicz¬ ne sterujace srodki przystosowane do powta¬ rzalnego wywolywania dalszego wzmacniania przez recyrkulacje poprzez opózniajacy obwód pamieci, jesli sygnal wyjsciowy obwodu wzmacniajacego nie przekracza wartosci sygnalu odniesienia. 45 Sygnal odniesienia jest równy ilorazowi wartosci pelnoskalowej sygnalu podzielonej przez podsta¬ wowe wzmocnienie.Wartosc sygnalu odniesienia obwodu porównu¬ jacego'jest równa wartosci sygnalu pelnoskalowe¬ go, przy czym próbka jako ostatecznie wzmocnio¬ na jest dostepna na wyjsciu opózniajacego obwo¬ du pamieci.Uklad zawiera srodki przelaczajace do selek¬ tywnego dolaczania sygnalu wyjsciowego obwodu 55 wzmacniajacego do linii wejsciowej, albo do wyjs¬ cia opózniajacego obwodu pamieci, przez to umoz¬ liwiajace najpierw próbkowanie analogowego sy¬ gnalu w linii wejsciowej, a potem wzmacnianie kazdej próbki analogowej. 60 Obwód wzmacniajacy zawiera wzmacniacz róz¬ nicowy, a wejscie i wyjscie sygnalu obwodu wego. Odwracajace wejscie wzmacniacza równico- 65 wego jest dolaczone do wyjscia obwodu i do ma- cym wejsciem i wyjsciem wzmacniacza róznico- wzmacniajacego sa odpowiednio nie odwracaja- 40 505 sy uklaplu przez dwa rezystory, których stosunek rezystancji odpowiada okreslonemu wzmocnieniu podstawowemu.Polaczenie wejscia odwracajacego wzmacniacza róznicowego z masa ukladu zawiera dodatkowo, oprócz rezystora sterowany przelacznik.Obwód pamieci zawiera polaczone szeregowo pierwszy sterowany przelacznik, pierwsza statycz¬ na psindec aimauogowa, wzmacniacz, drugi sterowa¬ ny przelacznik i druga statyczna pamiec analo¬ gowa. Sterowanie przelaczników przez obwód ste¬ rujacy jest takie, ze tylko jeden z dwóch sterowa¬ nych przelaczników jest w danej chwili zamknie¬ ty, a przelaczniki sa sterowane alternatywnie, chyba ze wartosc sygnalu wyjsciowego obwodu wzmacniajacego przewyzszy wartosc sygnalu od¬ niesienia.Wzmacniacz obwodu pamieci ma wzmocnienie jednostkowe, przy czym czas zamkniecia drugiego przelacznika jest wielokrotnoscia podstawowego czasu trwania okreslajacego odstep czasu opóznie¬ nia opózniajacego obwodu pamieci. , Wzmacniacz obwodu pamieci stanowi drugi obwód wzmacniajacy wlaczony miedzy pierwsza i druga statyczna pamiec analogowa, przy czym wejscie i wyjscie sygnalu obwodu wzmacniajacego sa odpowiednio nie odwracajacym wejsciem i wyjsciem wzmacniacza róznicowego, a odwracajace wejscie tego wzmacniacza jest dolaczone do wyjscia obwodu przez jeden rezystor, a do masy ukladu przez drugi rezystor i sterowany przelacznik. Po¬ nadto uklad zawiera równiez obwód porównujacy, polaczony jako pierwszy obwód porównujacy, do porównywania sygnalu wyjsciowego drugiego obwodu wzmacniajacego z drugim sygnalem od¬ niesienia. Czasy zamkniecia pierwszego i drugie¬ go przelacznika stanowia wielokrotnosc podstawo¬ wego czasu trwania okreslajacego odstep czasu opóznienia.Obwód pamieci zawiera dwie statyczne pamieci analogowe, z których kazda zawiera sterowany przelacznik wejsciowy i sterowany przelacznik uzytkowania dolaczony odpowiednio do wyjscia sygnalu i wejscia sygnalu obwodu wzmacniajace¬ go. Wejsciowe przelaczniki sa alternatywnie ste¬ rowane, az wartosc sygnalu wyjsciowego obwodów wzmacniajacych przekroczy wartosc sygnalu od¬ niesienia. Sterowanie odbywa sie taik, ze w danym momencie wejsciowy przelacznik tylko jednej z pamieci jest zamkniety, a wyjsciowy przelacznik pamieci moze byc zamkniety tylko wtedy, gdy jej wejsciowy przelacznik jest otwarty. Czas zamknie¬ cia kazdego wejsciowego przelacznika jest wielo¬ krotnoscia podstawowego czasu trwania okresla¬ jacego odstep czasu opóznienia.Kazdy obwód porównujacy otrzymuje sygnal wyjsciowy obwodu wzmacniajacego polaczonego za posrednictwem statycznej pamieci analogowej z obwodem wzmacniajacym.Obwód pamieci korzystnie stanowi linia opóz¬ niajaca zawierajaca srodki wzmacniajace zapew¬ niajace jednostkowy wspólczynnik wzmocnienia, przy czym czas przejscia sygnalów w linii opóz¬ niajacej okresla odstep czasu opóznienia.Kazdy obwód porównujacy zawiera dwa sygnaly 1680 6 odniesienia o tej samej amplitudzie i przeciwnej biegunowosci w celu zapewnienia dzialania z ana¬ logowymi próbkami o dwóch biegunowosciach.W odmiennym wykonaniu uklad do kodowania analogowych próbek ze wzmacniaczem próbkuja¬ cym i przetwornikiem anologowo-cyfrowym wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze obwód wzmacniajacy posiada dwa stany operacyjne, przy czym pierwszy albo wzmacniajacy stan sterowany io zapewnia okreslone wzmocnienie podstawowe be¬ dace wykladnikiem potegi o podstawie dwa, a dru¬ gi, albo przetwarzajacy stan zapewnia dostarcze¬ nie na wyjsciu wzmacniacza albo róznicy miedzy próbka analogowa na jego wyjsciu a podwójnym sygnalem ilosciowym, albo jedynie podwójny jego wyjsciowy sygnal analogowy uzalezniony od po¬ laryzacji sygnalu ima linii wyjsciowej sygnalów cy¬ frowych. Obwód porównujacy równiez posiada dwa stany z pierwsza nie-zerowa wartoscia sy- gnalu odniesienia w pierwszym wzmacniajacyhi stanie sterowanym i druga zerowa wartoscia od¬ niesienia w drugim przetwarzajacym stanie.UKlad ponadto zawiera obwód sterujacy przy¬ stosowany do dostarczania sygnalu sterujacego w zaleznosci od wystepowania próbki na wejsciu obwodu wzmacniajacego, po pierwsze do regulacji wizmoonienia, po drugie sygnalu sterujacego do konwersji analogowo-cyfrowej, a ponadto przysto¬ sowany do sterowania petli recyrkulacji, stanu obwodu wzmacniajacego i stanu obwodu porównu¬ jacego, po pierwsze w odpowiedzi na sygnal regu¬ lacji wzmocnienia w celu umieszczenia obwodów wzmacniajacego i obwodu porównujacego w ich odpowiednich pierwszych stanach operacyjnych *5 dla efektywnego wzmacniania z automatyczna regulacja wzmocnienia i aby osiagnac wyzej wspomniana regulacje petli recyrkulacji, co po¬ zwala na recyrkulacje, chyba ze wartosc sygnalu wyjsciowego wzmacniacza przewyzsza wartosc 40 pierwszego sygnalu odniesienia, a po drugie w odpowiedzi na sygnal sterowania konwersji, aby umiescic obwód wzmacniajacy i obwód porównu¬ jacy w ich odpowiednich drugich stanach opera¬ cyjnych, aby dokonac konwersji analogowo-cyfro- 45 wej. Wtedy obwód wzmacniajacy otrzymuje, jako sygnal biegunowosci, sygnal wyjsciowy obwodu porównujacego.W odmiennym wykonaniu uklad do kodowania analogowych próbek ze wzmacniaczem próbkuja- 50 cym i przetwornikiem analogowo-cyfrowym, we¬ dlug wynalazku, charakteryzuje sie tym, ze obwód wzmacniajacy posiada dwa stany operacyjne, przy czym pierwszy albo wzmacniajacy stan sterowany zapewnia okreslone* wzmocnienie podstawowe be- 55 dace wykladnikiem potegi o podstawie dwa, adru- * gi albo przetwarzajacy stan zapewnia dostarczenie na wyjsciu wzmacniacza dwukrotnie próbke ana¬ logowa z jego wejscia zwiekszona lub zmniejszo¬ na o sygnal ilosciowy uzalezniony od biegunowos- 60 ci sygnalu.Obwód porównujacy równiez posiada dwa sta¬ ny z pierwsza nie zerowa wartoscia sygnalu od¬ niesienia w pierwszym wzmacniajacym stanie ste¬ rowanym i druga zerowa wartoscia odniesienia w m drugim przetwarzajacym stanie. Ponadto uklad7 zawiera obwód sterujacy przystosowany do do¬ starczania sygnalu regulacyjnego w zaleznosci od wystepowania pjróbki na wejsciu obwodu wzimaic- niajacego, po pierwsze do regulacji wzmocnienia, po drugie sygnalu sterujacego do konwersji ana¬ logowo-cyfrowej, a ponadto jest przystosowany do sterowania petli recyrkulacji, stanu obwodu wzmacniajacego i stanu obwodu porównujacego, po pierwsze • w odpowiedzi na sygnal regulacji wzmocnienia w celu umieszczenia obwodu wzmac¬ niajacego i obwodu porównujacego w ich odpo¬ wiednich pierwszych stanach operacyjnych dla efektywnego wzmacniania z automatyczna regu¬ lacja wzmocnienia, i aby osiagnac regulacje petli recyrkulacji, co* pozwala na recyrkulacje, chyba ze 'wartosc sygnalu wyjsciowego wzmacniacza przewyzsza wartosc pierwszego sygnalu odniesie¬ nia, a po drugie w odpowiedzi na sygnal steru-i jacy konwersji, aby Umiescic obwód wzmacnia¬ cza i obwód porównujacy w ich odpowiednich drugich stanach operacyjnych, aby dokonac kon¬ wersji analogowo-cyfrowej. Wtedy obwód wzmac¬ niajacy otrzymuje jako sygnal biegunowosci, sy¬ gnal wyjsciowy obwodu porównujacego.Uklad wedlug wynalazku ma znacznie mniejsze rozmiary i zuzywa znacznie mniej energii elek¬ trycznej niz urzadzenia znane.Korzystna cecha ukladu wedlug wynalazku jest to, ze moze on z latwoscia byc zespolony, w ce- 1» utworzenia autonomicznych jednostek, zwlasz¬ cza czujników kodujacych, z czujnikami przenos¬ nymi, nie powodujac przy tym zwiekszenia wy¬ miarów urzadzenia, ani tez nie podnoszac zuzycia energii elektrycznej.Kodowanie na poziomie czujników znacznie po¬ lepsza stosunek sygnalu do szumów przy przesy¬ laniu informacji cyfrowych od czujników do dal¬ szej próbki.Uklad jest bardzo prosty, co ulatwia indywi¬ dualne regulowanie, w celu pózniejszego porówna¬ nia, kodowanych sygnalów analogowych przez in¬ ne urzadzenia.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy-' kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat elektryczny ukladu dox regu¬ lacji sygnalów analogowych o stalej, z góry okres¬ lonej biegunowosci, w którym obwód pamieci opózniajacej zawiera pamieci analogowe, fig. 2 — schemat elektryczny ukladu do regulacji analo¬ gowych sygnalów o dowolnej biegunowosci, fig. 3 — schemat odmiennego rozwiazania ukladu we¬ dlug fig. 1 zapewniajacego wieksza szybkosc dzia¬ lania, fig. 4 — schemat odmiennego rozwiazania ukladu z fig. 2, fig. 5 — schemat odmiennego roz¬ wiazania ukladu do regulacji wspólczynnika^ wzmocnienia analogowych sygnalów o stalej okres¬ lonej biegunowosci, w którym obwód o pamieci opózniajacej zawiera jedna linie opózniajaca, fig. 6 — schemat ukladu do kodowania "próbek o stalej biegunowosci ze wzmacniaczem próbkuja¬ cym i przetwornikiem analogowo-cyfrowym, w stanie regulacji wspólczynnika wzmacniania, z ze¬ rowym sygnalem odniesienia, fig. 6a — schemat ukladu z fig. 6 w stanie konwersji analogowo- -cyfrowej, fig. 6b — przebiegi czasowe sygnalów 060 8 dla ukladów z fig. 6 i 6a, fig. 7 — schemat dru¬ giego przykladu wykonania ukladu do kodowania próbek o dowolnej biegunowosci, ze wzmacnia¬ czem próbkujacym i przetwornikiem analogowo- s Hcyfrowym w stanie regulacji wspólczynnika wzmocnienia z zerowym napieciem odniesienia, fig. 7a — schemat ukladu z fig. 7, w stanie kon¬ wersji analogowo-cyfrowej, fig 7b — przebiegi czasowe sygnalów dla ukladów z fig. 7 i 7a, fig. 8 — schemat odmiennego rozwiazania ukla- • du z fig. 7, fig. 8a — schemat odmiennego roz¬ wiazania ukladu z fig. 7a, fig. 9 — schemat ko¬ lejnego odmiennego rozwiazania ukladu z fig. 7, fig. 9a — schemat odmiennego rozwiazania ukladu z fig. 7a, fig. 9b — przebiegi czasowe sygnalów dla ukladów z fig. 9 i 9a, fig. 10 — schemat ukladu do kodowania próbek o stalej bieguno¬ wosci, z przetwornikiem analogowo-cyfrowym, w stanie regulacji wspólczynnika wzmocnienia, z sygnalem odniesienia równym polowie sygnalu pelno-skalowego, fig. lOa — schemat ukladu z fig. 10 w stanie konwersji analogowo — cyfro¬ wej, a fig. lOb przedstawia przebiegi czasowe sygnalów dla ukladów z fig. 10 i lOa.Na rysunku przelaczniki przedstawiono w spo¬ sób schematyczny. W przypadku bardzo powol¬ nych czestotliwosci próbkowania, przelaczniki te sa mechaniczne, w wiekszosci przypadków jednak oparte sa na pólprzewodnikach, korzystnie na tranzystorach o efekcie polowym. Wszystkie prze¬ laczniki sa sterowane, przy czym linie sterujace na rysunku nie sa przedstawione, bowiem znane jest wytwarzanie sygnalów sterujacych dla tran¬ zystorów o efekcie polowym lub innych przelacz- ników, wedlug zadanej kolejnosci czasowej za po¬ moca sygnalów zegarowych oznaczonych na rysun¬ ku jako H. Obwody sterowania stosowane w tym celu, przedstawiono na rysunku schematycznie, oznaczajac je symbolem 188. 40 Na fig. 1 przedstawiono przyklad wykonania ukladu do wzmacniania próbek analogowych sy¬ gnalów o okreslonej biegunowosci z automatycz¬ nym regulowaniem wspólczynnika wzmocnienia za pomoca malych wartosci. 45 W maimkach oznaczanych ma fig. 1 liniami przi?- rywanymi symbolem 110 oznaczono obwód wzmac¬ niajacy, zas symbolem 120 oznaczono obwód pa¬ mieci opózniajacej, a symbolem 130 oznaczono obwód porównujacy. 50 Obwód wzmacniajacy 110 zawiera jedno wejscie sygnalu 111 i jedno wyjscie sygnalu 112, zwane w skrócie wyjsciem 112. Obwód wzmacniajacy 110 moze na swym wyjsciu 112 dostarczyc sygnal ana¬ logowy lub próbke analogowa przylozona do jego 55 wejscia 111 wzmocniony z okreslonym podstawo¬ wym wspólczynnikiem wzmocnienia.Obwód pamieci opózniajacej 120 posiada wejscie 121 polaczone z wyjsciem 112 obwodu wzmacnia¬ jacego oraz wyjscie 122 polaczone z wejsciem 111 60 sygnalu obwodu wzmacniajacego 110 bezposrednio lub za posrednictwem sterowanego przelacznika S140. Wejscie 111 sygnalu obwodu wzmacniajacego 110 moze byc polaczone linia wejsciowa VE za posrednictwem sterowanego przelacznika S150. 65 Obwód porównujacy 130 zawiera wejscie 131 po^91 9 laczone na przyklad bezposrednio z wyjeciem 112 obwodu wzmacniajacego 110. Obwód porównujacy 130 zawiera wyjscie 132 polaczone z linia wyjscio¬ wa VN sygnalów cyfrowych. Na schematach prze¬ laczniki sa na ogól przedstawione w swych polo¬ zeniach, które przyjmuja na poczatku procesu wzmacniania z automatyczna regulacja wspólczyn¬ nika wzmocnienia.W pierwszym przykladzie wykonania ukladu z automatyczna regulacja wspólczynnika wzmocnie¬ nia, przedstawionym na fig. 1, regulacja wspól¬ czynnika wzmocnienia pmzebiega nastepujaco: Gdy przelacznik S140 jest zamkniety, obwód wzmac¬ niajacy 110 i obwód pamieci opózniajacej 120 wspólpracuja ze soba, umozliwiajac przejscie próbki sygnalu analogowego, która zostaje wzmoc¬ niona z podstawowym, z góry okreslonym wspól- . czynnikiem wzmocnienia, w obwodzie wzmacnia¬ jacym, w czasie jej trwania, po czym tak wzmoc¬ niona próbka jest dostarczona, po pewnym odste¬ pie w czasie, z powodu pamieci opózniajacej 120 do obwodu wzmacniajacego HO. Proces ten po¬ wtarza sie az do momentu, gdy przelacznik 140 zajmie pozycje otwarta, co uniemozliwi przejscie wzmocnionej próbki do obwodu wzmacniajace¬ go 110. Cdstep czasu opóznienia obwodu opózniaja¬ cego 120 wyraznie przekracza skuteczny czas trwa¬ nia kazdej próbki, uwzgledniajac zwlaszcza czas odpowiedzi obwodu wzmacniajacego. Czasem trwa¬ nia kazdej próbki okresla sie czas, podczas którego sygnal wyjsciowy z obwodu porównujacego jest uwzgledniony jako informacja cyfrowa.Obwód porównujacy 130 polaczony jest na przy¬ klad bezposrednio z wyjsciem obwodu wzmacnia¬ jacego HO w celu porównania próbki otrzymanej po kazdym wzmocnieniu z sygnalem odniesienia.Podczas normalnego dzialania zamkniety jest najwyzej jeden z przelaczników S140 lub S150.Gdy zamkniety jest przelacznik S150, to do ukla¬ du dochodzi analogowy sygnal obecnym na linii wejsciowej VE. Pobieranie próbki uzyskuje sie * przez otwarcie przelacznika Sf50, lub korzystnie, przez otwarcie innego przelacznika dalej umiesz¬ czonego w sposób, który zostanie opisany w od¬ niesieniu do fig. 2.Gdy przelacznik S150 zostaje otwarty, podczas lub bezposrednio po próbkowaniu, to przelacz¬ nik S140 jest zamkniety, aby umozliwic przesyla¬ nie próbki pobranego sygnalu analogowego. W przykladzie wykonania przedstawionym na fig. 1 zalozono, ze analogowe próbki maja polaryzacje okreslona i stala. Na schemacie przelacznika* S140 jest zamkniety w celu ulatwienia opisu dzialania ukladu automatycznej regulacji wspólczynnika wzmocnienia, po wyzej opisanej operacji próbko¬ wania. Równiez ria wszystkich dalszych figurach rysunku przelacznik S140 laczacy wyjscie 122 ob¬ wodu pamieciowego 120 z wejsciem 111 obwodu wzmacniajacego 110 jest przedstawiony jako zamkniety, wylaczajac przypadki, w których opi¬ sano sytuacje przejsciowa.Na fig. 1 obwód wzmacniajacy 110 sklada sie ze wzmacniacza róznicowego A113, którego wejscie proste oznaczone symbolem + jest polaczone bez¬ posrednio z wejsciem 111 obwodu wzmacniajace- 680 go 110. Wejscie inwertujace wzmacniacza A113 oznaczone symbolem — (minus) jest polaczone przez rezystor R114, z wyjsciem wzmacniacza A113, a takze jest polaczone przez rezystor R115 do masy ukladu. Wyjscie wzmacniacza A113 stanowi wyjscie 112 obwodu wzmacniajacego 110.Obwód pamieci opózniajacej 120 o jednym wejs¬ ciu 121 i jednym wyjsciu 122 zawiera szeregowo wlaczone miedzy swoim wejsciem a wyjsciem ko¬ lo lejno: pierwszy przelacznik sterowany S123, "*.* pierwsza analogowa pamiec statyczna, taka jak kondensator M124, wzmacniacz AJ25 .o wspól¬ czynniku wzmocnienia równym jednosci, drugi przelacznik sterowany S126 i druga analogowa pamiec statyczna, taka jak kondensator M127. • Przez analogowa pamiec statyczna rozumie sie urzadzeimie umozliwiiajaoe przechowanie sygna¬ lu analogowego przez okreslony okres czasu. Wia¬ domo, ze naladowany kondensator o znikomej uplywnosci i wysokiej impedancji moze spelnic to zadanie. W niniejszym opisie okreslenie analo¬ gowe pamiec statyczna ma znaczenie przeciwne niz pojecie analogowe pamiec opózniajaca, która odpowiada zastosowaniu odstepu czasu dla sygna- lu analogowego, nie powodujac jednoczesnie dluz¬ szego, aatrizymainim tego sygnalu analogowego w analogowej pamieci statycznej.Na fig. 1 pokazano, ze w obwodzie pamieci opóz¬ niajacej 120 odstep czasu opóznienia uzyskuje sie w sposób sterowany przez przelacznik S123 i S126 przez przeslanie próbek analogowych miedzy pierwsza analogowa pamiecia statyczna M124, a druga analogowa pamiecia statyczna Ml27. Obwód pamieci 120 moze równiez byc wykonany w inny sposób.Gdy pierwsza i druga analogowa pamiec sta¬ tyczna Ml24 i M127 stanowia kondensatory, im- pedancjami obciazenia ich sa odpowiednio impe- dancje wejsciowe wzmacniaczy róznicowych A125 40 i Al 13, przy czym te impedancje wejsciowe sa znaczne. Na fig. 1 zadanie wzmacniacza A125 o jednostkowym wzmocnieniu polega na dostarcza¬ niu obciazenia o wysokiej impedancji dla pierw¬ szej pamieci M124. 45 Niezbednym warunkiem dzialania obwodu 120 jako pamieci opózniajacej jest warunek, ze w kazdej chwili tylko jeden z przelaczników S123 lub S126 jest zamkniety. Na fig. 1 przelacznik SI23 przedstawiono w pozycji zamknietej, a prze- 50 lacznik S126 w otwartej. Na wszystkich nastep¬ nych figurach rysunku, na których opózniajacy obwód pamieci zawiera dwie analogowe pamieci statyczne, oba He przelaczniki sa przedstawione w polozeniu na poczatku procesu regulacji wspóF- 55 czynnika wzmocnienia.Na fig. 1, . obwód porównujacy 130 zawiera wzmacniacz róznicowy stanowiacy komparator C133, przy czym wejscie + tego wzmacniacza jest polaczone z wejsciem 131 obwodu porównujacego, M wejscie — jest polaczone z sygnalem odniesienia +VR1. Wyjscie wzmacniacza porównujacego C133 jest polaczone z wyjsciem 182 obwodu porównu¬ jacego 130. Wzmacniacz porównujacy jest wzmac¬ niaczem róznicowym, zbudowanym w taki sposófe, 65 ze dostarcza sygnal w przyblizeniu zerowy wów-11 91680 12 czas gdy sygnal poddany porównaniu jest alge¬ braicznie nizszy od wartosci sygnalu odniesienia +"VR1, a dostarcza sygnal wyjsciowy o wysokiej wartosci, zwany sygnalem nasycenia wówczas, gdy analogowy sygnal poddawany porównaniu, ma ta- 5 ka sama biegunowosc jak sygnal odniesienia, a amplituda wyzsza od amplitudy sygnalu odniesie¬ nia. Oba mozliwe poziomy wyjsciowe dla wzmac¬ niacza porównujacego sa odpowiednio poziomem zerowym i poziomem nasycenia. 10 Wejscie 131 obwodu porównujacego 130 jest bezposrednio polaczone z wyjsciem 112 obwodu wzmacniajacego 110. Wejscie 131 obwodu porów¬ nujacego 130 moze byc równiez polaczone z wyjs-. ciem pamieci statycznej Ml24 lub z wyjsciem -15 wzmacniacza jednostkowego A125, przy czym sy¬ gnaly obecne na tych wyjsciach sa normalnie identyczne, jak sygnaly obecne na wyjsciu obwo¬ du wzmacniajacego 110.Automatycznej regulacji wspólczynnika wzmoc¬ nienia dokonuje sie z uwzglednieniem amplitudy próbek, a nie ich biegunowosci. Z uwagi na to, ze obwód porównujacy 130 z fig. 1 moze doko¬ nywac porównan tylko dla jednej biegunowosci zgodnej z biegunowoscia napiecia odniesienia 25 +VR1 wynika, ze uklad z fig. 1 dziala w przy¬ padku analogowych próbek o okreslonej stalej biegunowosci, która powinna byc taka sama jak biegunowosc sygnalu odniesienia +VR1.Dzialanie ukladu przedstawionego na fig. 1 jest nastepujace: Zaklada sie przykladowo, ze podsta¬ wowe wzmocnienie obwodu wzmacniajacego 110 okreslone przez wartosc rezystancji rezystorów R114 i R115 jest równe 2, przy czym ten podsta- wowy wspólczynnik wzmocnienia jest czesto rów¬ ny liczbie calkowitej bedacej wielokrotnoscia 2.Próbka o amplitudzie U pobrana z analogowego sygnalu linii wejsciowej VE jest przylozona do wejscia 111 obwodu wzmacniajacego 110, a ampli- 4Q tuda tej próbki jest znacznie nizsza od amplitudy sygnalu odniesienia +VR1.Próbka o lamiplitudzie U jest wzjmocnioma przez wzmacniacz Al 13 ze wspólczynnikiem wzmocnie¬ nia 2, co daje sygnal 2U podany jednoczesnie do 45 obwodu porównujacego 130 i ojo obwodu opóznia¬ jacego pamieci 120, przy czym przelacznik S123 w tym obwodzie jest zamkniety.Jezeli wzmocniona próbka 2U jest nizsza od"* sygnalu odniesienia +VR1, to wyjscie 132 dostar- 50 cza poziom zerowy. Jezeli wzmocniona próbka jest wyzsza od sygnalu +VR1, to wyjscie 132 dostar¬ cza poziom nasycenia i regulacja wspólczynnika wzmocnienia jest zakonczona, przy czym calkowi¬ ty wspólczynnik wzmocnienia wynosi 2, a próbka 55 wzmocnienia z, tym wspólczynnikiem ma war¬ tosc 2U.Jezeli regulacja wartosci nie jest w tym mo¬ mencie zakonczona, to wzmocniona próbka 2U zapamietana w pamieci M124 jest przesylana do pamieci Ml27 przez wzmacniacz Al25 o jednostko¬ wym wspólczynniku wzmocnienia, przez zamknie¬ cie drugiego przelacznika S126 i jednoczesne otwarcie przelacznika 123, a to w celu dotrzyma¬ nia wyzej opisanego warunku. Przelacznik SI26 pozostaje zamkniety przez pewien odstep czasu okreslajacy czas opóznienia dostarczony przez opózniajacy obwód pamieci 120, po czym przelacz¬ nik 126 zostaje ponownie otwarty, a przelacznik S123 zamkniety. Zachodzi wówczas nowa operacja wzmocnienia, w ten sam sposób, jak poprzednio w obwodzie wzmacniajacym 110, co daje próbke wzmocniona o amplitudzie 4U. Dzialanie to po¬ wtarza sie az do momentu, gdy wyjscie 132 obwo¬ du 130 uzyskuje wyjsciowy" poziom nasycenia.Ilosc kolejnych poziomów zerowych na wyjsciu obwodu 130 stanowi sygnal cyfrowy oznaczajacy ogólny wspólczynnik wzmocnienia próbki poczat¬ kowej. Próbka wzmocniona z tym calkowitym wspólczynnikiem wzmocnienia jest odebrana ma wyjsciu 112 obwodu wzmacniajacego 110 i przesy¬ lana do linii wyjsciowej VA. Próbka po wzmoc¬ nieniu moze byc odebrana na wyjsciu z pierwszej ** pamieci Ml24, lub na wyjsciu wzmacniacza Al25.Próbka wzmocniona z- calkowitym wspólczynni¬ kiem wzmocnienia, obecna na linii wyjsciowej VA w momencie zakoncze*nia regulacji wspólczynnika wzmocnienia jest zwykle podana do przetwornika analogowo-cyfrowego z sygnalem pelnoskalo- wym VCO.Gdy próbka wzmocniona z calkowitym .wspól¬ czynnikiem wzmocnienia jest przeslana jak wyzej opisano, to sygnal odniesienia +VR1 jest dobrany jako sygnal równy wartosci sygnalu pelnoskalo- wego VCO przetwornika podzielonej przez pod¬ stawowy wspólczynnik wzmocnienia obwodu wzmacniajacego 110, równy 2 w tym przypadku.W ten sposób próbka wzmocniona z calkowitym wspólczynnikiem wzmocnienia ma amplitude za¬ warta miedzy VCO/2 i VCO. System ten jest moz¬ liwy dla wszystkich sposobów regulacji wspól¬ czynnika wzmocnienia nizej opisanych, bez wzgle¬ du na wartosc podstawowego wspólczynnika wzmocnienia obwodu wzmacniajacego podczas regulacji tego wspólczynnika. W przypadku, gdy opózniajacy obwód pamieci zawiera dwie analo- - gowe pamieci statyczne stosuje sie wówczas inny uklad kodowania. Sygnal odniesienia +VR1 wy¬ biera sie jako równy wartosci sygnalu pelnoska- lowego VCO konwersji analogowo-cyfrowej, a próbka o ogólnym wspólczynniku wzmocnienia jest pobierana na wejsciu wzmacniacza, tzn. na wyjs¬ ciu pamieci M127. W takim przypadku ostatnie porównanie, dostarczajace poziom wyjsciowy na¬ sycenia, dokonuje sie na sygnale wzmocnionym z calkowitym wspólczynnikiem wzmocnienia, pomno¬ zonym o jeden raz wiecej przez podstawowy wspól¬ czynnik wzmocnienia obwodu wzmacniajacego.Próbka wzmocniona jest calkowitym wspólczyn¬ nikiem wzmocnienia tak samo' jak poprzednio, lecz kodowanie sygnalów cyfrowych dostarczonych na wyjsciu obwodu porównujacego nieco sie rózni, gdyz w drugim przypadku dla tej samej próbki poczatkowej ilosc poziomów zerowych na wyjsciu komparatora jest wyzsza o jeden. Odmiana ta jest przedstawiona na fig. 1 przez analogowa linie . wyjsciowa VA.Wyjscie obwodu porównujacego 130 jest pola¬ czone z linia wyjsciowa VN sygnalów cyfrowych,13 aby dostarczyc podstawowe sygnaly cyfrowe re¬ prezentujace calkowity wspólczynnik wzmocnienia.Na fig. 2 przedstawiono inny przyklad rozwia¬ zania ukladu wzmacniajacego z automatyczna re¬ gulacja wspólczynnika wzmocnienia za pomoca malych wartosci. W tym przykladzie obwód po¬ równuje swój sygnal wyjsciowy z sygnalem od¬ niesienia, bez wzgledu na biegunowosc. W obwo¬ dzie 110 znajduje sie przelacznik S116 umozliwia¬ jacy dzialanie obwodu wzmacniajacego ze wspól¬ czynnikiem wzmocnienia jednostkowym podczas, np. próbkowania.Poza ta róznica obwody z fig. 1 i 2 sa identycz¬ ne, a odpowiadajace sobie elementy sa jednakowe.Obwód porównujacy 130 przedstawiony na fig. 2 zawiera wzmacniacz róznicowy C133, do którego doprowadzony jest sygnal odniesienia +VR1, a takze drugi wzmacniacz róznicowy C134, do któ¬ rego wejscia — jest dolaczone wejscie 131 obwo¬ du porównujacego 130, a od którego wejscia H- jest doprowadzony sygnal odniesienia —VR1 o amplitudzie i wartosci napiecia takiej samej jak +VR1, .lecz o przeciwnej biegunowosci. Wyjscia wzmacniaczy róznicowych C133 i C134 sa pola¬ czone za pomoca elementu LUB G139, którego wyjscie jest polaczone z wyjsciem 132 obwodu porównujacego 130, aby dostarczyc na cyfrowej linii wyjsciowej VN podstawowe sygnaly cyfrowe reprezentujace calkowity wspólczynnik wzmocnie¬ nia kazdej próbki. Uzyskuje sie prawidlowe dzia¬ lanie, gdyz poziom nasycenia na wyjsciu jednego lub drugiego ze wzmacniaczy porównujacych po¬ woduje wystapienie poziomu wyjsciowego nasy¬ cenia na linii wyjsciowej VN.W celu próbkowania, przed regulacja wspólczyn¬ nika wzmocnienia (fig. 2) przelacznik S116 jest otwarty, podczas, gdy w czasie regulacji wspól¬ czynnika wzmocnienia jest on zamkniety. Ta uwa¬ ga dotyczaca próbkowania odnosi sie równiez do fig. 1 jak i do wszystkich przykladów wykonania ukladu. Jednak w przypadku, gdy opózniajacy obwód pamieci nie sklada sie z analogowych pa¬ mieci statycznych, takie próbkowanie jest mniej korzystne. Gdy przelacznik S116 jest otwarty dla próbkowania, to przelacznik S140 jest równiez otwarty, a przelacznik S150 zamkniety. W ten sposób wzmacniacz róznicowy Al 13 ma w swoim obwodzie tylko rezystor R114 bez polaczenia wejs¬ cia z masa ukladu. Ma on wiec jednakowy wspól¬ czynnik wzmocnienia i dostarcza na wyjsciu sy¬ gnal analogowy linii wejsciowej VE. Próbkowanie dokonuje sie przez otwarcie przelacznika S123, przy czym próbka otrzymana ma amplitude i bieguno¬ wosc sygnalu analogowego w momencie tego otwierania. Próbka ta jest zapamietana w pierw¬ szej analogowej pamieci statycznej M124 i natych¬ miast przesylana do drugiej pamieci statycznej M127, poniewaz otwarciu przelacznika S123 towa¬ rzyszy zamkniecie przelacznika S126.Po próbkowaniu, przelaczniki S116 i S140 sa zamkniete, a S150 otwarty. W tym momencie próbka jest doprowadzona do wejscia 111 obwodu 110 w celu regulacji wspólczynnika *wzmocnienia co nastepuje jak wyzej opisano.Uklady wyzej opisane, w odniesieniu do fig. 1 680 14 i 2, sa ukladami, w których opózniajacy obwód pamieci sklada sie z dwóch analogowych pamieci statycznych. W ukladzie przedstawionym na fig. 2, to znaczy dla próbek analogowych o dwóch bie- gunowosciach, próbkowanie, uzyskane jest w sa¬ mym * ukladzie za pomoca przelacznika takiego jak S116.W tych przykladach wykonania nie tylko prze¬ sylanie z drugiej pamieci M127 do pierwszej pa- mieci M124 odbywa sie za posrednictwem obwo¬ du wzmacniajacego powodujacego regulacje wspól¬ czynnika wzmocnienia, lecz takze przesylanie z pierwszej pamieci M124 do drugiej pamieci M127 odbywa sie z jednoczesnym wzmocnieniem powo- dujacym regulacje wspólczynnika wzmocnienia.Na fig. 3 przedstawiono nastepny przyklad wy¬ konania ukladu kodowania, w którym wzmacniacz Al25 b jednostkowym wspólczynniku wzmocnienia zastapiono drugim obwodem wzmacniajacym 160, z wejsciem sygnalu 161, wyjsciem 162, zawieraja¬ cym wzmacniacz róznicowy A163, którego wejscie + jest wejsciem sygnalu obwodu wzmacniajacego 160 i jest polaczone z wyjsciem pierwszej pamieci statycznej M124. Wyjscie wzmacniacza róznicowe- goA163 jes't polaczone przez recytator R164 z wejs¬ ciem wzmacniacza A163. Ponadto wejscie to jest polaczone z masa ukladu przez rezystor R165 i przez przelacznik S166 dla próbkowania. Prze¬ lacznik SI66 jest /stosowany w przypadku, gdy wy- rmagaine jest, aby pierwsze wzmocnienie powodu¬ jace regulacje wspólczynnika wzmocnienia bylo dokonane przez pierwszy obwód wzmacniajacy 110.Wyjscie wzmacniacza równicowego A163 stanowi linie wyjsciowa 162 drugiego obwodu wzmacniaja- cego 160, przy czym linia wyjsciowa jest polaczo¬ na, z drugiej strony przez przelacznik SI26 iz wejs¬ ciem pamieci M127, z drugiej strony z analogowa linia wyjsciowa VA, a ponadto z drugim obwodem porównujacym 170 identycznym z obwodem 130. 4o Na fig. 3 drugi obwód porównujacy 170 zawiera dwa wzmacniacze róznicowe C173 i C174 odpo¬ wiednio polaczone z sygnalami odniesienia o tej samej amplitudzie i o róznych biegunowosciach.Wyjscia obu wzmacniaczy.C173 i C174 sa polaczo- 45 ne za pomoca elementu LUB G179 w ten sam spo¬ sób, jak obwód 130 przedstawiony na fig. 3. Rezy¬ story R164 i R165 drugiego obwodu wzmacniajace¬ go 160 maja korzystnie odpowiednio te same war¬ tosci jak R114 i R115 obwodu 110. W taki sposób, 50 wspólczynniki wzmocnienia obu obwodów 110 i 160 sa równe sobie przy tej samej calkowitej wartosci równej 2. W takim przypadku nalezy korzystnie zapewnic te sama amplitude napieciom odniesie¬ nia obwodów porównujacych 130 i 170, czyli te 55 sama wartosc bezwzgledna. Mozna wtedy rozpa¬ trywac w ten sam sposób sygnaly wyjsciowe z elementów LUB G139 i G179 dostarczajacych sy¬ gnaly reprezentujace wspólczynnik wzmocnienia na.cyfrowej linii wyjsciowej VN. 60 Wedlug tego przykladu wykonania próbka wzmocniona z calkowitym wspólczynnikiem wzmocnienia jest odebrana na wyjsciu ze wzmac¬ niacza A113 lub z pamieci M124 badz na wyjsciu ze wzmacniacza A163 pamieci M127 w zaleznosci 65 od tego, czy pierwszy lub drugi obwód 130 lub•1 170 dostarcza poziom nasycenia. Próbka wzmoc¬ niona z calkowitym wspólczynnikiem wzmocnienia zostaje wówczas podana do analogowej linii wyjs¬ ciowej VA, badz za pomoca przelaczników stero¬ wanych, na przyklad przez wyjscie obwodów po¬ równujacych, badz korzystnie przez uruchomienie jednego ze wzmacniaczy róznicowych A113 lub A163 o jednakowym wspólczynniku wzmocnienia, za pomoca jednego z przelaczników S116 lub S166.W takim przypadku jedna z dwóch analogo¬ wych linii wyjsciowych VA przedstawionych na fig. 3 jest wykorzystana, np. linia laczaca wyjscie 112 wzmacniacza A113, a gdy próbka wzmocniona z calkowitym wspólczynnikiem wzmocnienia jest obecna na wejsciu wzmacniacza A163, co powodu¬ je osiagniecie poziomu nasycenia na wyjsciu dru¬ giego obwodu porównujacego '170. Ten poziom na¬ sycenia jest wykorzystany do sterowania otwiera¬ niem przelacznika S116, tak aby uruchomic wzmac¬ niacz A113 posiadajacy jednostkowy wspólczynnik wzmocnienia, co doprowadza wówczas próbke, uprzednio wzmocniona z calkowitym wspólczynni¬ kiem wzmocnienia, do analogowej linii wyjsciowej polaczonej z wyjsciem 112 wzmacniacza A113.Na fig. 4 przedstawiono uklad do kodowania, w którym opózniajacy obwód pamieci sklada sie z pierwszej i drugiej analogowej pamieci statycz¬ nej, z których kazda ma przelacznik wejsciowy i przelacznik wyjsciowy, czyli uzytkowania."Taki uklad stanowi odmiane ukladu z fig. 3, w którym jako pierwszy i drugi obwód wzmacnia¬ jacy stosuje sie tylko obwód wzmacniajacy 110.Obwód wzmacniajacy 110 moze byc obwodem z fig. 2 i 3, badz obwodem z fig. 1, nie zawieraja¬ cym przelacznika S116. Obwód porównujacy 130 z fig. 4 jest analogiczny jak obwód z fig. 2 i 3, a takze z fig. 1, gdy sygnaly analogowe maja stala okreslona biegunowosc. .Opózniajacy obwód pamieci 120 z przykladu wy¬ konania przedstawianego na fig. 4 ma wejscie 131 polaczone przez pierwszy przelacznik sterowany S123, z pierwsza analogowa pamieciowa statyczna M124 i równolegle przez drugi przelacznik stero¬ wany S126 z druga pamiecia M127. Przelaczniki sterowane S123 i S126 podlegaja zawsze okreslo¬ nemu warunkowi, to znaczy, ze w kazdej chwili, tylko jeden z nich jest zamkniety. Wyjscie pierw¬ szej pamieci Ml24 jest polaczone przez przelacznik uzytkowania S128 z wyjsciem 122 obwodu pamie¬ ciowego 120, a wyjscie drugiej pamieci Ml27 jest polaczone przez drugi przelacznik Si29 z wyjs¬ ciem 122. Najwyzej jeden z tych dwóch przelacz¬ ników S128 i S129 jest zamykany w kazdej chwili.Oba te przelaczniki sa jednoczesnie otwierane pod¬ czas operacji próbkowania, spelniajac w ten spo¬ sób zadanie przelacznika S140 z fig. 1—3. Poza czasem * trwania próbkowania, przelaczniki SI28 i S129 podlegaja równiez temu warunkowi. Po¬ nadto dla kazdej pamieci przelacznik uzytkowania moze byc otwierany tylko wówczas, gdy przelacz¬ nik wejsciowy jest zamkniety, i odwrotnie.Jedna z pamieci, np. M124, jest uzyta do prób¬ kowania, które uzyskuje sie przez otwieranie prze¬ lacznika S123. Przelaczniki zajmuja wówczas po¬ lozenie przedstawione na fig. 4 i zaczyna sie 680 wzmacnianie z automatycznym regulowaniem wspólczynnika wzmocnienia, przy czym otrzyma¬ na próbka w pamieci M124 jest doprowadzona do wejscia 111 obwodu wzmacniajacego 110, podczas gdy próbka otrzymana po pierwszym wzmocnieniu na wyjsciu tego obwodu 110 jest zapamietywana w drugiej pamieci M127.Po pierwszym porównaniu w obwodzie 130, po¬ lozenia wszystkich czterech przelaczników obwodu pamieciowego 120 sa odpowiednio odwrócone, a regulacja wspólczynnika wzmocnienia jest konty¬ nuowana w ten sposób powtarzalnie, az do osiag¬ niecia poziomu nasycenia na wyjsciu obwodu 120.Na fig. 5 przedstawiono uklad kodowania z auto- matyczna regulacja wspólczynnika wzmocnienia malymi wartosciami, w którym opózniajacy obwód pamieci ^ sklada sie z linii opózniajacej 120 za¬ wierajacej znane uklady wzmacniajace, nie przed¬ stawione na rysunku, zapewniajace jednostkowy wspólczynnik wzmocnienia. Linia opózniajaca ma z góry okreslony czas opóznienia. Wejscie 121 linii 120 jest bezposrednio polaczone z wyjsciem 112 obwodu wzmacniajacego 110. Wyjscie 122'linii 120 jest polaczone z przelacznikiem S140, który jest polaczony z jednej strony z wejsciem 111 obwodu wzmacniajacego, a z drugiej strony z masa ukladu przez rezystor R141.W przykladzie wykonania z fig. 5, obwód po¬ równujacy 130 jest analogiczny z obwodem po- równujacym przedstawionym na fig. 1, a sygnal odniesienia +VR1 ma amplitude równa amplitu¬ dzie sygnalu pelnoskalowego przetwarzania VCO podzielonej przez podstawowy wspólczynnik wzmocnienia obwodu 110. -35 W przykladzie wykonania przedstawionym na fig. 5 próbkowanie jest dokonywane przy zamknie¬ tym przelaczniku S150, . w odstepie czasu nieco krótszym od czasu opóznienia linii opózniaja¬ cej 120. 40 Z punktu widzenia próbkowania istnieje rózni¬ ca pomiedzy ukladami z fig. 1—4, a ukladem z fig. 5, poniewaz gdy opózniajacy obwód pamieci sklada sie z analogowych pamieci statycznych (fig. 1—4), pobrana próbka ma wartosc sygnalu 45 analogowego w danym dokladnie momencie czasu, tzn. w momencie otwierania przelacznika, przy czym wartosc ta zostaje zarejestrowana trwale kolejno w jednej i w drugiej analogowej pamieci statycznej z posrednimi wzmocnieniami. Natomiast, 50 gdy opózniajacy obwód pamieciowy sklada sie z linii opózniajacej (fig. 5) próbka pobierana sta¬ nowi czesc, o okreslonym czasie trwania, wzieta z sygnalu analogowego i w takim przypadku am¬ plituda próbki moze sie wahac w zaleznosci od te- 55 go czy sie ja umieszcza na poczatku lub na kon¬ cu danej próbki. W tym przypadku nalezy uwzglednic poziomy wyjsciowe obwodu porównu¬ jacego w obranym momencie w czasie trwania próbki, przy czym moment ten musi byc w przy- 60 blizeniu taki sam w kazdej kolejnej operacji.Inna róznica miedzy ukladami zawierajacymi analogowe pomieci statyczne, a ukladami zawie¬ rajacymi linie opózniajaca polega na tym, ze w ukladach o analogowej pamieci statycznej kolej- 65 nosc czasowa operacji w obwodzie pamieciowym91680 17 18 jest sterowana przez dzialanie na przelaczniki tego obwodu pamieciowego, a w ukladach zawieraja¬ cych linie opózniajaca kolejnosc ta jest ustalona raz na zawsze, z uwzglednieniem czasu trwania próbki i czasu przejscia próbki w linii opóznia¬ jacej.Nizej opisano przyklad wykonania ukladu we¬ dlug wynalazku do dokonania najpierw wzmoc¬ nienia z automatyczna regulacja wspólczynnika wzmocnienia, a nastepnie konwersji analogowo- -cyfrowej.Zaklada sie, ze uklad wedlug wynalazku zawie¬ ra zródlo sygnalów zegarowych H znane i nie przedstawione na rysunku oraz, ze kazdy obwód sterujacy 180 wytwarza najpierw sygnal wzmac¬ niania z automatyczna regulacja wspólczynnika wzmocnienia za pomoca malych wartosci, czyli sygnal regulacji wspólczynnika wzmocnienia, a na¬ stepnie sygnal sterujacy konwersje analogowo-cy- irowa. czyli sygnal konwersji, przy czym otwarte lub zamkniete polozenie wszystkich, lub czesci przelaczników, jesit zalezne od tak wytworzonego sygnalu. ' Jasnym jest, ze w ukladzie wedlug wynalazku zawierajacym dwie analogowe pamieci statyczne stan regulacji wspólczynnika wzmocnienia jest przedluzony poza zakonczenie operacji regulacji wspólczynnika wzmocnienia. Stan regulacji wspól¬ czynnika wzmocnienia ma czas trwania z góry okreslony, skladajacy sie z pewnej ilosci impulsów zegarowych. W iinnyim wykonaniu stan regulacji wspólczynnika wzmocnienia jest przerywany w sposób sterowany przez, obecnosc poziomów nasy¬ cenia przy wyjsciu obwodu porównujacego. Stan konwersji moze byc sterowany natychmiast lub z opóznieniem, w odniesieniu do stanu regulacji wspólczynnika wzmocnienia.Dla ukladu wedlug wynalazku zawierajacego linie opózniajaca konieczne jest, aby stan regulacji wspólczynnika wzmocnienia byl przerywany na¬ tychmiast po ukazaniu sie poziomu nasycenia, po czym natychmiast nastepuje zmiana stanu. Jedy¬ nym dzialaniem dopuszczalnym w tym przypadku miedzy stanem regulacji wspólczynnika wzmoc¬ nienia, a stanem konwersji, jest dzialanie obwodu wzmacniajacego ze wspólczynnikiem jednostko¬ wym.Uklad wedlug wynalazku dla konwersji analo¬ gowo-cyfrowej wykorzystuje dwa rózne sposoby konwersji. Nizej opisano te dwa sposoby kon¬ wersji nawiazujac odpowiednio do przykladów przedstawionych na fig. 6 i 7. Nalezy przy tym uwzglednic stosowanie wzmacniacza róznicowego A113 obwodu wzmacniajacego 110 z fig. 6. Gdy przelacznik SU6 jest zamkniety, wspólczynnik wzmocnienia obwodu wzmacniajacego wynosi R114 + R115 R115 W okresie regulacji wspólczynnika wzmocnienia, wspólczynnik ten okresla sie jako wspólczynnik podstawowy, który na ogól jest równy liczbie cal¬ kowitej 2. Gdy przelacznik S116 jest otwarty, a przelacznik S118 jest zamkniety, to wartosc sy¬ gnalu V112 moze byc wyrazona w zaleznosci od wartosci sygnalu VIII i sygnalu cyfrowego +VQ w nastepujacy sposób: R114 + R117 R114 V112 = VIII • (+ VQ) Rll7 R117 W celu konwersji analogowo-cyfrowej na .kodo¬ wanie binarne ociera sie równe wartosci rezystan¬ cji rezystorów R114 i R117, z czego otrzymuje sie VI12 = 2 VIII — VQ. Jak to nizej przedstawiono, w niektórych przykladach konwersji analogowo- cyfrowej stosuje sie takze wzmacniacz róznicowy A113 zastepujac sygnal QV napieciem zerowym, co daje V112 = 2 VIII. W przypadku, gdy podstawo¬ wy wspólczynnik wzmocnienia stosowany do regu¬ lacji wynosi 2, co stanowi warunek R114 = R115, nie zachodzi potrzeba stosowania przelacznika do¬ datkowego, aby otrzymac stosunek VI12 = 2 VIII.Zalozenie to wykorzystano w wiekszosci nizej opi¬ sanych ukladów. Najwyzej jeden z przelaczników polaczonych z wejsciem przetwarzajacym wzmac¬ niacza A113 moze byc zamykany w kazdej chwili.W obwodzie porównujacym powstaje podobna sytuacja, to znaczy, ze wartosc odniesienia jednej lub obu biegunowosci moze w niektórych przy¬ padkach (fig. 10) byc taka sama do regulacji dla wspólczynnika wzmocnienia i dla konwersji analo¬ gowo-cyfrowej. W normalnym dzialaniu tylko jeden z przelaczników polaczonych z tym samym wzmac¬ niaczem porównujacym jest zamkniety.W procesie konwersji analogowo-cyfrowej wyste¬ puja dwie podstawowe mozliwosci: to jest uiklacl, w którym wartosc sygnalu odiniesieniia jest zerowa (fig. 6—9) oraz uklad, w którym wartosc bezwzgled¬ na sygnalu odniesienia jest równa sygnalowi pel- noskalowemu przemiany podzielonemu przez 2 (fig. 10).Nizej opisano szczególowo dzialanie ukladu do kodowania, przedstawionego na fig. 6.Przed kodowaniem uklad zajmuje polozenie wy¬ czekiwania, przy czym zamkniete sa przelaczniki S150 i S123. Wzmacniacz róznicowy A113 ma wiec wspólczynnik wzmocnienia jednostkowy. Próbko^ wania dokonuje sie wówczas tak, jak opisano to w odniesieniu do ukladu fig. 2 przez otwieranie przelacznika S123. Próbka zapamietana w pamieci M124 jest przesylana do pamieci M127 przez za¬ mykanie przelacznika S126, po czym przelacznik ten zostaje na nowo otwarty i uklad zajmuje wtedy to samo polozenie, jak przedstawiono na fig. 1, do regulacji wspólczynnika wzmocnienia.Regulacja wspólczynnika wzmocnienia dokonuje sie w sposób jiak opisano w odniesieniu do ukla¬ du z fig. 1.Po zakonczeniu regulacji wspólczynnika wzmoc¬ nienia zaczyna sie operacja konwersji analogowo- -cyfrowej, przy czym przelaczniki zajmuja polo¬ zenie przedstawione na fig. 6a.W przemianie stosowanej w ukladzie przedsta¬ wionym na fig. 6a sygnal odniesienia +VR2 sto¬ sowany do konwersji analogowo-cyfrowej ma wartosc zerowa i konwersji dokonuje sie w spo¬ sób nizej opisany, przy czym próbka przylozona 40 45 50 55 6091680 19 20 do wejscia obwodu wzmacniajacego oznaczona zostaje jako U.Przelacznik SI 18 jest zamkniety. Jezeli napiecie 2.U—VQ na wejsciu obwodu wzmacniajacego 110 jest wyzsze od 0, pierwszy bit przemiany wynosi 1 i napiecie 2.U—VQ jest wówczas przesylane do pamieci M124, a nastepnie do pamieci M127. Je¬ zeli natomiast napiecie 2.U—VQ na wyjsciu 112 obwodu wzmacniajacego jest ujemne, to przelacz¬ nik S118 zostaje otwarty, a przelacznik S116 za¬ mkniety, albo sygnal +VQ jest takze zastapiony napieciem zerowym, o ile nie jest sprawdzony sto¬ sunek R114 = R115 dla regulacji wspólczynnika wzmocnienia, przy czym napiecie zapamietane w pamieci M124 wynosi wówczas 2.U i zostaje na¬ stepnie przeslane do pamieci M127. W takim przy¬ padku bit przemiany wynosi 0.Na fig. 6b przedstawiono graficznie dzialanie ukladu kodujacego •przedstawionego na fig. 6 i 6a dla próbki wejsciowej o amplitudzie 1,5 V. Zamy¬ kanie przelacznika oznaczone jest linia ciagla, a otwieranie cienka linia przerywana.Zaklada sie, ze wartosc, sygnalów +VQ i +VR1 wynosza 10V, co stanowi napiecie pelnoskalowe w konwersji analogowo-cyfrowej. Zaklada sie ponad¬ to, ze rezystancje RH4, R115 i R117 sa sobie równe. W takim przypadku podstawowy wspól¬ czynnik wzmocnienia stosowany do regulacji wzmocnienia wynosi 2. W innym przypadku nale¬ zy zastosowac np, dodatkowy przelacznik laczacy rezystor R117 z masa ukladu, zamiast z sygnalem +VQ, gdyz rezystancja rezystora R115 nie bylaby W tym przypadku równa rezystancji rezystora R117.W odniesieniu do fig. 6b podkresla sie, ze re¬ gulacja wspólczynnika wzmocnienia ma staly czas trwania równy 8 okresom zegarowym, przy czym Warunek ten nie jest konieczny, gdyz czas trwania w tym wykonaniu moze byc zalezny od ukazania sie poziomu nasycenia na wyjsciu obwodu po¬ równujacego. Podkresla sie równiez, ze konwersja analogowo-cyfrowa ma staly czas trwania wyno¬ szacy 7 okresów zegarowych, wybrany w zalez¬ nosci od zadanej dokladnosci.Okresy zegarowe oznaczone sa wedlug numeru ich poczatkowego impulsu zegarowego, np. okres zegarowy to obejmujacy okres od momentu t0 do ti.Przed okresem t0, wystepuje faza wyczekiwania, w której wszystkie przelaczniki sa otwarte oprócz S150, S135 i S123. Zaklada sie, ze sygnal analo¬ gowy wynosi + 1,5 V i jest obecnie na wyjsciu ©bwodu wzmacniajacego, który wykazuje wówczas jednostkowy wspólczynnik wzmocnienia, przy czym wszystkie przelaczniki tego obwodu sa otwarte, a ten sam sygnal jest obecny w pamieci M124.Pamiec Ml27 zawiera dowolny sygnal wynoszacy normalnie od 0 do + 10 V. W czasie t0 nastepuje otwieranie przelacznika S123 i zamykanie S126.Sygnal Vll2 pozostaje równy sygnalowi analogo¬ wemu obecnemu na linii wejsciowej.Pamiec M124 zachowuje próbkowane napiecie 1,5 V, które zostaje nastepnie przeslane do pa¬ mieci M127. W czasie ti nastepuje otwieranie przelacznika S150 i zamykanie S140. Wzmacniacz A113 otrzymuje sygnal z pamieci M127, lecz wy¬ kazuje nadal jednostkowy wspólczynnik wzmoc¬ nienia. W czasie t2 nastepuje zamykanie przelacz¬ nika SH6, zmiana stanu przelaczników w pamie- ciach, poczatek wlasciwej regulacji wspólczynnika wzmocnienia. Podstawowy wspólczynnik wzmoc¬ nienia wynosi 2, wzmacniacz A113 dostarcza na wyjsciu podwojone napiecie 1,5 V, obecne w pa¬ mieci M127. Napiecie w czasie t0 (3 V) jest przy- lozone z jednej strony do obwodu porównujacego, który zachowuje poziom zerowy, a z drugiej stro¬ ny jest zapamietane w pamieci M124.Po zakonczeniu tego okresu, jeden bit 0 wspól¬ czynnika wzmocnienia istnieje na wyjsciu cyfro- wym. Jest to pierwszy bit cechy sygnalu cyfrowe¬ go. W czasie t3 nastepuje zmiana stanu przelacz¬ ników S123 i S126, przesylanie napiecia 3V z pa- . mieci M124doM127 (operacja opózniajaca). Obwód wzmacniajacy dostarcza napiecie 6 V, lecz nie jest jeszcze polaczony z pamiecia M124. W czasie t4 nastepuje zmiana stanu przelaczników S123 i S126. Pamiec * Ml24 otrzymuje napiecie 6 V, obwód porównujacy dostarcza ponownie poziom 0, co daje. drugi bit 0 dla cechy. W czasie t5 na- stepuje zmiana stanu przelaczników S123 i S126.Pamiec 127 otrzymuje napiecie 6 V, napiecie wyjs¬ ciowe V112 obwodu wzmacniajacego osiaga 12 V.Obwód porównujacy dostarcza wówczas poziom nasycenia, przy czym pamiec M124 nie otrzymuje jeszcze napiecia 12 V. W czasie t6 nastepuje zmiana stanu przelaczników S123 i S126. Po za¬ konczeniu /tego okresu wystepuje trzeci bit 1 dla cechy sygnalu cyfrowego.Przelacznik Sl26 musi zostac otwarty od -zakon- czenia okresu, w którym wystepuje poziom nasy¬ cenia na wyjsciu komparatora, az do zakonczenia operacji regulacji wspólczynnika wzmocnienia.W czasie ti nie wystepuje zadna komutacja.Gdyby trzeci bit charakterystyki byl równy 0, 40 wystapilaby zmiana stanu przelaczników obwodu pamieciowego. W czasie ts ma miejsce poczatek fazy konwersji. Nastepuje zmiana stanu przelacz¬ ników S135 i S136 obwodu, porównujacego oraz zmiana stanu przelaczników S118 i S116 obwodu 45 wzmacniajacego, Obwód wzmacniajacy dostarcza napiecia 2.U^10V wówczas, gdy jego napiecie wyjsciowe wynosi U i gdy przelacznik S118 jest zamkniety. Napiecie w pamieci M127 wynosi 6 V, obwód wzmacniajacy dostarcza napiecie 2 V,'któ- 50 re jest przylozone do obwodu porównujacego oraz do pamieci M124. Napiecie odniesienia komparatora jest teraz równe 0 i po zakonczeniu tego okresu ukazuje sie bit 1 mantysy. W czasie t9 nie wy¬ stepuje zadna komutacja, gdyz pierwszy bit jest 1. 55 Podczas fazy konwersji, pamiec M124 otrzymu¬ je sygnal wzmocniony po wyznaczeniu bitu man¬ tysy, gdyz rodzaj sygnalu zachowanego po wyzna¬ czeniu kazdego bitu, zalezy od wartosci tego bitu.W czasie ti0 nastepuje przesylanie napiecia 2 V do 60 pamieci Ml27 przez zmiane stanu przelaczników S123 i S126. Obwód wzmacniajacy dostarcza na¬ piecia — 6 V. Obwód porównujacy po zakoncze¬ niu tego okresu, dostarcza poziomu 0, czyli drugi bit 0. 65 yj czasie tu nastepuje zmiana stanu przelacz-21 91 680 22 ników S123 i $126 obwodu pamieciowego oraz przelaczników S118 i S116 obwodu wzmacniajace¬ go. W ten sposób obwód wzmacniajacy dostarcza napiecie 2U. Pamiec M124 otrzymuje wiec napie¬ cie równe 4V. Obwód porównujacy dostarcza poziomu nasycenia, który nie jest bramy pod uwage.W czasie ti2 nastepuje zmiana stanu przelacz¬ ników S116, S118, S123 i S126. Obwód wzmacnia¬ jacy dostarcza ponownie napiecia 2U—10V. Obwód porównujacy otrzymuje wiec napiecie równe —2V i wraca do poziomu 0, co daje po zakonczeniu te¬ go okresu trzeci bit 0 dla mantysy. W czasie ti3 nastepuje zmiana stanu przelaczników S123 i S126 (koniecznie) oraz przelaczników S118 i S116, przy czym poprzedni bit wynosi Q. Pamiec Ml24 otrzy¬ muje napiecie równe 8V. Obwód porównujacy do¬ starcza poziomu nasycenia, który nie jest brany pod uwage. W czasie ti4 nastepuje zmiana stanu przelaczników S123 i S126 (koniecznie) oraz prze¬ laczników S118 i S116, przy czym poprzedni bit jest 0. Obwód wzmacniajacy dostarcza napiecia 6V do obwodu porównujacego, który zachowuje wiec swój poziom nasycenia.Po zakonczeniu tego okresu dostarczony jest czwarty i ostatni bit 1 dla mantysy. W czasie ti5 nastepuje powrót do polozenia wyczekiwania przed czasem to, az do nastepnego rozkazu próbkowania, przy czym przelaczniki S123, S135 i S150 sa zam¬ kniete, a wszystkie inne przelaczniki, to jest S140 i S13S, S118, S116 i S126 sa otwarte.Nizej przedstawiono kodowanie globalnego wspólczynnika wzmocnienia przez bity dla cechy: 111 20 011, 21 001 22 000 23 • Drugi sposób konwersji analogowo-cyfrowej, w którym napiecie odniesienia jest zerowe, opisano w odniesieniu do fig. 7, przy czym przemiany do¬ konuje sie przez systematyczne odejmowanie w obwodzie wzmacniajacym, nawet wówczas, gdy wynik jest ujemny.Ten ujemny wynik jest zarejestrowany w pa¬ mieciach analogowych, jednakze, gdy próbka przy¬ lozona do wejscia obwodu wzmacniajacego jest ujemna, to odejmuje sie od niego sygnal cyfrowy, równiez ujemny. Poniewaz komparator wyznaczyl, ze ta próbka jest ujemna, to sterowanie bieguno¬ wosci sygnalu cyfrowego dokonuje sie w zaleznosci od sygnalu wyjsciowego komparatora.Dla specjalisty jasne jest, ze jezeli próbka 2U daje napiecie 2U—VQ ujemne i w próbce tej zmieni sie biegunowosc sygnalu VQ, skad 2(2U — VQ) — (—VQ), czyli 4U — QV, a wiec to samo co zapamietanie wartosci 2U.W przypadku, gdy próbka jest ujemina poddaje sie ja nastepnie odejmowaniu, przy czym sygnal VQ przyjmuje sie ze znakiem +.Z uwagi na fakt, ze uklad wykorzystujacy ten. sposób przemiany moze dzialac przy napieciach analogowych o obu biegunowosciach, korzystnym jest dostarczanie dwóch porównawczych napiec odniesienia +VR1 i —VR1 dla regulacji wspól¬ czynnika wzmocnienia.Na fig. 7 przedstawiono polozenie przelaczników na poczatku operacji regulacji wzmocnienia. Na fig. 7a przedstawiono polozenie przelaczników na poczatku operacji konwersji analogowo-cyfrowej (wyznaczanie znaku), a na fig. 7b przebiegi cza¬ sowe sygnalów z ukladu przedstawionego na fig. 7 i 7 a, przy próbce wejsciowej o amplitudzie + 1,5 V. W odniesieniu do fig. 7b, która odczy¬ tuje sie tak jak fig. 6b, spelnione sa nastepujace warunki: VQ = VR1 = 10V R114 = R117 = 3 • R115 Podstawowy wspólczynnik wzmocnienia do re¬ gulacji wzmocnienia wynosi wiec 4, czyli 22. Ilosc bitów cechy jest ta sama jak poprzednio. Regu¬ lacji wzmocnienia dokonuje sie w ten sam sposób jak w odniesieniu do fig. 6b jednakze, chociaz próbka jest ta sama, to wartosc cyfrowa cechy jest rózna, poniewaz podstawowy wspólczynnik wzmocnienia okreslajacy wartosc numeracji bitu cechy jest rózny.W konwersji analogowo-cyfrowej ilosc bitów wynosi 4, do tego dochodzi pierwszy bit okresla¬ jacy znak.Przesylanie napiecia z obwodu wzmacniajacego do pamieci M124 dokonuje sie bez specjalnych warunków i dlatego polozenia przelaczników obwodu pamieciowego sa zmieniane przy kazdym okresie zegarowym.Po zakonczeniu oikresu tu komparator wskazuje, ze próbka jest ujemna i powstaje bit 0. W tym momencie przelaczniki S118 i S119 zmieniaja stan w taki sposób, aby zmienic biegunowosc sygnalu cyfrowego z +10V na —10V.Podczas okresu ts wzmacniacz A113 ma jed¬ nostkowy wspólczynnik wzmocnienia dla okres¬ lenia znaku, bez zmiany wartosci próbki.Na fig 8 i 8a przedstawiono uklad, w którym obwód pamieci sklada sie z dwóch analogowych pamieci statycznych i zawiera drugi obwód wzmac¬ niajacy 160 podobny do pierwszego obwodu wzmac¬ niajacego 110, wlaczony miedzy wyjsciem pamieci M124 a wejsciem .przelacznika S126.Na fig. 8 przelaczniki przedstawiono w polozeniu na poczatku operacji regulacji wspólczynnika wzmocnienia, a na fig. 8a polozenie przelaczników na poczatku operacji konwersji analogowo-cyfro¬ wej. Uklad z fig. 8 i 8a stanowi inny przyklad wykonania ukladu z fig. 7 i dziala dokladnie w ten sam sposób. Glówna zaleta tego ukladu polega na tym, ze jego szybkosc dzialania jest podwo¬ jona, poniewaz podczas dwóch okresów zegaro¬ wych kazdy z obwodów porównujacych dostarcza informacje cyfrowa. W tym przypadku obwód opózniajacy pamieci dostarcza opóznienia kolejno dla obu obwodów wzmacniajacych.Obie pary obwodów wzmacniajacych i porów- 23 40 45 50 55 6091680 24 nujacych sa identyczne dla operacji regulacji wzmocnienia, przy czym dla konwersji analogowo- cyfrowej warunek ten jest konieczny.Dla ukladu przedstawionego na fig. 8 i 8a, nie przedstawiono osobnego wykresu czasowego, gdyz wynika on bezposrednio z wykresu z fig. 7b.- Na fig. 9 przedstawiono jeszcze inny przyklad wykonania ukladu zmienno-przecinkowego kodo¬ wania, w którym ten sam obwód wzmacniajacy spelnia zadanie obu obwodów z ukladu przedsta¬ wionego na fig. 8 i 8a. Na fig. 9 pokazano polo¬ zenie przelaczników na poczatku operacji regu¬ lacji wzmocnienia, a na fig. 9a polozenie przelacz¬ ników na poczatku operacji konwersji analogowo- -cyfrowej.Na fig. 9b przedstawiono przebiegi czasowe dla ukladu z fig. 9 i 9a przy zachowaniu warunków, VQ = VR1 = 10V oraz R114 = R117 = 3 • R115 Wartosc próbki wejsciowej wynosi 1,5V, a podstawowy wspólczynnik wzmocnienia jest taki sam jak dla ukladu z fig. 7—7b. Dzialanie ukladu z fig. 9b odpowiada dzialaniu ukladu z fig. 7b, jednakze jak opisano w odniesieniu do fig. 4, oba przelaczniki S128 i S129 sa otwarte przed próbko¬ waniem. W dalszym dzialaniu przelaczniki te za¬ chowuja ten warunek.Na fig. 10 przedstawiono uklad, w którym opóz¬ niajacy obwód pamieci sklada sie z jednej linii opózniajacej. Na fig. 10 polozenie przelaczników odpowiada poczatkowi operacji regulacji wzmoc¬ nienia, a na fig. lOa polozenie przelaczników od¬ powiada poczatkowi operacji konwersji analogo¬ wo-cyfrowej.Uklad przedstawiony na fig. 10 i lOa jest prze¬ znaczony do dzialania z analogowymi sygnalami o stalej okreslonej biegunowosci. W tym ukladzie zaklada sie, ze rezystancje rezystorów R114, R115 i R117 maja równe wartosci. Sygnal +VQ wy¬ nosi 10V, a sygnal +VR wynosi 5V. Obwód po¬ równujacy otrzymuje ten sam sygnal odniesienia dla regulacji wzmocnienia i dla konwersji analo¬ gowo-cyfrowej, gdyz wzmocnienie podstawowe podczas regulacji wzmocnienia wynosi 2 (warunek R114 = R115).Na fig. lOb przedstawiono przebiegi czasowe ilustrujace dzialanie ukladu z fig. 10 i lOa. Prób¬ kowanie uzyskuje sie przez zamykanie sterowa¬ nego przelacznika S150 w ciagu obranego odstepu czasu, przy czym przelacznik S140 jest otwarty.Czas przejscia linii opózniajacej ma nieco wieksza wartosc od tego obranego odstepu czasu. Odnosnie fig. lOb zaklada sie, ze czas przejscia odpowiada dwum okresom zegarowym. Ogólnie czas przejscia musi byc dostosowany do okresu impulsów ze¬ garowych.W okresie t0, to jest podczas próbkowania, wzmacniacz A113 dziala z jednakowym wspólczyn¬ nikiem wzmocnienia, przy czym przelaczniki Sli6 i S118 sa otwarte. W odróznieniu od ukladów po¬ przednio opisanych nalezy okreslic pierwszy bit cechy wedlug wartosci poczatkowej próbki (bit 1 w momencie ti). Warunek ten winien takze byc utrzymany w wyzej opisanych ukladach, gdy sy¬ gnal odniesienia VR1 obwodu porównujacego jest równy sygnalowi pelnoskalowemu podzielonemu przez wspólczynnik wzmocnienia podstawowego.. Operacji regulacji wzmocnienia dokonuje sie jak wyzej opisano w celu okreslenia trzech bitów cechy, lacznie z pierwszym bitem, podczas próbko¬ wania. Przy obróbce wejsciowej o napieciu 1,5 V. uzyskuje sie ceche. wyrazona w postaci cyfrowej io równa 0 0 1.Ogólnie kodowanie globalnego wspólczynnika wzmocnienia jest nastepujace: 50 1 1 1 0 11 0 0 1 0 0 0 2° 21 22 23 Nizej opisano operacje konwersji analogowó-cy- frowej. Próbka uzyskana po regulacji wynosi za¬ wsze 5—1ÓV, wylaczajac przypadek, gdy kod czyli ^ cecha wynosi 0 0 0.W zwiazku z tym, gdy ostatni bit charaktery¬ styki jest 1, próbka wzmocniona z odpowiednim globalnym wspólczynnikiem wzmocnienia jest za¬ chowana bez zmian dla okreslenia pierwszego bi- ^ tu mantysy, przy czym obwód wzmacniajacy ma wówczas jednostkowy wspólczynnik wzmocnienia, przelaczniki S116 i S118 sa otwarte.Natomiast jezeli ostatni bit cechy jest 0, to obwód wzmacniajacy 110 ma wzmocnienie 2, przy czym przelacznik S116 jest zamkniety na poczatku operacji konwersji analogowo-cyfrowej. Przypadek ten nie jest przedstawiony na rysunku. Nastepnie obwód wzmacniajacy otrzymujac próbke o ampli¬ tudzie U, co odpowiada poprzedniemu poziomowi (bit 1 lub 0) dostarczonemu przez komparator, przechodzac odpowiednio, badz w ukladzie 2U—VQ (róznica w stosunku do sygnalu cyfrowego) badz 40 w ukladzie 2U (wzmocnienie 2).Zastosowanie, jako sygnalu odniesienia obwodu porównujacego, sygnalu pelnowartosciowego po¬ dzielonego przez podstawowy wspólczynnik wzmocnienia podczas operacji regulacji wzmocnie¬ nia, oraz sygnalu pelnowartosciowego podzielonego przez 2 podczas konwersji analogowo-cyfrowej, pociaga za soba fakt, ze bity wyjscia cyfrowego sa otrzymane wczesniej w stosunku do sygnalu wyjsciowego obwodu wzmacniajacego, niz w wy¬ zej opisanych ukladach kodujacych.Wszystkie uklady dostarczaja dla jednej próbki wejsciowej o wartosci 1,5 V mantyse 10 0 1, nie uwzgledniajac znaku. Jednakze pierwszy bit 0 55 jest otrzymany po osiagnieciu wartosci 2V sy¬ gnalu wyjsciowego, z obwodu wzmacniajacego z fig. 6b, 7b i 9b. Przeciwnie na fig. lOb, pierw¬ szy bit jest otrzymany podczas gdy sygnal wyjs¬ ciowy z obwodu wzmacniajacego wynosi 2V. 60 Do wszystkich przykladów wykonania ukladu wedlug wynalazku mozna przylozyc porównawcze sygnaly . odniesienia w ten sam sposób jak w ukladach z fig. 10 i lOa.Wykresy czasowe przedstawione na rysunku 65 maja zasadnicze znaczenie dla ^rozumienia istoty91 6! wynalazku w powiazaniu z opisem i schematem elektrycznym odpowiednich ukladów.Specjalista w oparciu o te wykresy czasowe moze wykonac obwody sterujace przelaczniki, uwzgledniajac niezbedne wyzej wymienione wa- 5 runki i stosujac zródlo, sygnalów zegarowych oraz stany wyjscia obwodu lub obwodów porównujacych na cyfrowej linii wyjsciowej VN. Te stany wyjs¬ ciowe wplywaja w zasadzie tylko na konwersje analogowo-cyfrowa, z wyjatkiem przypadku, gdy io dokonuje sie regulacji wzmocnienia, nie w ciagu z góry okreslonego okresu czasu, lecz az do prze¬ kroczenia pierwszego sygnalu odniesienia stosowa¬ nego podczas tej operacji.Jako przelaczniki sterowane stosuje sie tranzy- 15 story o efekcie polowym typu MOS, np. model znany pod symbolem 3N180. Jako indywidualne obwody sterujace stan tych przelaczników sto¬ suje sie specjalnie do tego przeznaczone obwody, takie jak obwód znany pod symbolem DM8800 fir- 20 my National Semi-Conductor.W ukladzie wedlug wynalazku mozna równiez stosowac inne znane elementy, np. wzmacniacze róznicowe typu [iA741 firmy Fairchild, dla powol¬ nego dzialania, lub typu MC1439 firmy Motorola 25 albo typu 45 firmy Analog Devices, dla dzialania szybkiego, oraz komparatory typu \iA110 firmy Fairchild lub LM3I1 firmy National Semi-Con¬ ductor.Jako analogowe pamieci statyczne stosuje sie 30 kondensatory o malych stratach z dielektrykiem polistyrenowym, mikowym lub teflonowym dla ukladów, w których calkowity sygnal cyfrowy (cecha i mantysa) zawiera ponizej dziesieciu bitów, lub blokujace uklady do próbkowania takie jak 35 SHA 1 (dzialanie szybkie) i SHA IV (dzialanie powolne) firmy Analog Devices, dla scislego okreslenia (wyjscie cyfrowe 15 lub 16-bitowe).Zaleta ukladu wedlug wynalazku jest to, ze ma mala ilosc elementów skladowych dla kodowania 4p zmienno-przecinkowego, z czego wynika zmniej¬ szenie wymiarów urzadzenia oraz zmniejszenie zu¬ zycia energii elektrycznej.Dlatego tez korzystne jest polaczenie ukladu wedlug wynalazku z czujnikiem dowolnego typu 45 dostarczajacym powtarzalny sygnal, czesciowo lub calkowicie zakodowany w postaci cyfrowej.Czujnik wyposazony w obwody do regulacji wzmocnienia wedlug wynalazku dostarcza w spo¬ sób powtarzalny, cyfrowy sygnal wzmocnienia cal- 50 kowitego oraz próbke analogowa wzmocniona z tym wspólczynnikiem wzmocnienia calkowitym.W ten sposób dynamika sygnalu przesylanego przez czujnik do ukladu przetwarzania informacji jest zmniejszona, co znacznie upraszcza problemy 55 wynikajace ze stosunku sygnalu do szumu.Czujnik wyposazony w uklad do kodowania zmienno-przecinkowego wedlug wynalazku dostar¬ cza w sposób powtarzalny sygnal cyfrowy za¬ wierajacy ceche oraz mantyse i reprezentujacy 60 próbke sygnalu analogowego pochodzacego z czuj¬ nika. Czujnik cyfrowy tego typu dostarcza sygnal skladajacy sie calkowicie z poziomów logicznych, a wiec mniej czuly na pasozytnicze szumy, . niz próbki analogowe. 65 26 PL