Аналого-цифровой преобразователь для цифрового радиопередатчика
ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER FOR DIGITAL RADIO TRANSMITTER

Изобретение относится к области цифровой техники, в частности к устройствам преобразования аналогового напряжения в цифровой код. Техническим результатом является обеспечение работы цифрового радиопередающего устройства KB диапазона в режиме усиления помехозащищенного многочастотного сигнала.
В настоящее время не решена проблема работы цифровых коротковолновых радиопередатчиков при передаче помехозащищенного многочастотного сигнала. Основным достоинством цифровых радиопередатчиков является цифровая форма представления всех передаваемых сигналов. Это позволяет перейти от использования в радиопередатчиках многочисленных форм аналоговых сигналов, требующих учета их особенностей при изменении их амплитудных и фазовых характеристик, перейти к использованию унифицированных сигналов в цифровой форме. В то же время многочастотный сигнал до настоящего времени не имеет своего цифрового эквивалента. Предлагаемое изобретение позволит решить эту проблему.
Известны аналого-цифровые преобразователи, например:
1. Свидетельство на полезную модель №18330 от 10.06.2001 г.
2. Патент РФ №2245000 от 20.01.2005 г. Аналого-цифровой преобразователь последовательного действия.
Наиболее близким по технической сущности степени является аналого-цифровой преобразователь последовательного действия, представленный в патенте РФ №2245000 от 20.01.2005 г., обеспечивающий повышение разрядности аналого-цифрового преобразования при сохранении достаточно высокого быстродействия.
Для решения поставленной задачи по обеспечению работы цифрового коротковолнового радиопередатчика в режиме усиления помехозащищенного многочастотного сигнала необходимо использование аналого-цифрового преобразователя сопрягающегося по уровням напряжения и величинам сопротивлений с входом микропроцессора цифрового радиопередатчика и выходом устройства формирования многочастотного сигнала.
Сущность предлагаемого устройства заключается в необходимости согласования входного сопротивлений аналого-цифрового преобразователя последовательного действия (АЦП прототипа) с выходным сопротивлением формирователя многочастотного сигнала и выходного сопротивления АЦП с входным сопротивлением микропроцессора радиопередатчика.
Технический результат достигается следующим образом.
АЦП последовательного действия (ПД), содержащий входной каскад определения знака и инвертирования отрицательных напряжений, дифференциальный усилитель (ДУ), компаратор (КОМ), пять ключей, инвертор, источник эталонного напряжения (ИЭН), прямые входы КОМ и ДУ подключены к источнику входного сигнала, выход КОМ, являющийся разрядным выходом АЦП, соединен с управляющим выводом первого ключа и через инвертор - с управляющим выводом второго ключа, вход первого ключа и инвертирующий вход КОМ подключены к ИЭН, вход второго ключа соединен с общим проводом (землей), выходы ключей соединены с инвертирующим входом ДУ, третий ключ включен между источником входного сигнала и прямыми входами ДУ и КОМ, к которым подключен вход первого АЗУ и выход четвертого ключа, выход ДУ, коэффициент усиления которого равен 2, соединен со входом пятого ключа, выход которого соединен со входом второго АЗУ и со входом УПТ, выход последнего соединен со входом четвертого ключа, первый и второго выходы УУ соединены соответственно с управляющими выводами третьего и четвертого ключей, третий выход УУ соединен с управляющим выводом пятого ключа, со счетным входом СМ и с тактовым входом ППКП, информационный вход которого соединен с выходом КОМ, четвертый выход УУ соединен со входом обнуления СМ, а выход переполнения последнего подключен к управляющему входу УУ, при этом в него дополнительно включены 1-е и 2-е согласующие устройства (СУ1, СУ2), причем выход 1-го согласующего устройства соединен со входом входного каскада ВК определения знака и инвертирования отрицательных напряжений, а вход второго согласующего устройства соединен с выходом преобразователя последовательного кода в параллельный (ППКП).
На Фиг. 1 представлена блок-схема аналого-цифрового преобразователя.
Обозначения, принятые на Фиг. 1:
1 - аналого-цифровой преобразователь АЦП;
2 - согласующее устройство на входе аналого-цифрового преобразователя СУ1;
3 - согласующее устройство на выходе аналого-цифрового преобразователя СУ2;
4 - формирователь многочастотного сигнала ФМС;
5 - микропроцессор МКПР;
6 - радиопередающее устройство РПДУ.
На Фиг. 2 представлена блок-схема аналого-цифрового преобразователя последовательного действия.
Обозначения, принятые на Фиг. 2:
2 - согласующее устройство на входе аналого-цифрового преобразователя СУ1;
3 - согласующее устройство на выходе аналого-цифрового преобразователя СУ2;
7-1 - К7- ключи;
8 - дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления 2 ДУ;
9 - компаратор КОМ;
10 - усилитель постоянного тока УПТ; 11 - инвертор И;
12; 13 - аналоговые запоминающие устройства АЗУ 1, АЗУ 2;
14 - устройство управления УУ;
15 - преобразователь последовательного кода в параллельный ППКП;
16 - счетчик по модулю Μ СМ;
17 - входной каскад определения знака и инвертирования отрицательных напряжений ВК.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
0
0
0
0
0
В исходном состоянии устройство управления 14 не работает, потенциалы на его входах неизменны, причем на первом и третьем выходах они равны единице, на втором нулю. Под действием этих потенциалов ключи 7.3 и 7.5 будут постоянно замкнуты (открыты), а 7.4 - разомкнут (закрыт). Входной аналоговый сигнал поступает на вход согласующего устройства 2 (например, использующее принцип трансформации сигнала с помощью трансформатора на длинных линиях [см. Модель З.И. Устройства сложения и распределения мощностей высокочастотных колебаний. - М.: Советское радио, 1980 г, стр. 160, 161]), с выхода которого он поступает на вход первого аналогова запоминающего устройства 12, в котором он запоминается, и на прямые входы дифференциального усилителя 8 и компаратора 9, в которых производится сравнение напряжения этого сигнала с опорным напряжением U. Величина последнего выбирается равной цене старшего разряда (например, половине максимального значения входного напряжения). Если напряжение на входе превысит U, на входе компаратора 9 появится логическая 1, которая откроет ключ 7.1 и через инвертор И закроет ключ 7.2. Таким образом, на инвертирующий вход дифференциального усилителя 8 будет подано опорное напряжение U. Если же напряжение на входе будет меньше U, на выходе компаратора КАМ появится логический 0, который закроет ключ 7.1 и откроет ключ 7.2. На инвертирующий вход дифференциального усилителя 8 в этом случае будет подано напряжение равное 0. Таким образом, на выходе компаратора 9 появится значение первого (старшего) разряда выходного кода, а дифференциальный усилитель 8 произведет вычитание поданного на его инверсный вход напряжения (Uили 0) из входного и усилит в 2 раза разность напряжений на прямом и инверсном входе. В любом случае эта разность по величине окажется меньше цены разряда (в предельном случае - равна). Выходное напряжение дифференциального усилителя ДУ подается через открытый ключ 7.5 на вход второго аналогового запоминающего устройства 13, где оно запоминается и поступает на вход усилителя постоянного тока 10, с выхода которого выходное напряжение поступает на выходного согласующего устройства 3, обеспечивающее согласование аналого-цифрового преобразователя с микропроцессором радиопередатчика.
Таким образом, заявляемый аналого-цифровой преобразователь решает проблему осуществления работы цифровых коротковолновых радиопередатчиков при передаче помехозащищенного многочастотного сигнала.