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一种编码器 

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摘要:本发明公开一种编码器,所述编码器包括数量与其输出端个数相同的权值编码模块构成,每个权值编码模块均包括并接在电源正极和输出端之间的若干个由一个正极性可控开关和一个负极性可控开关串联而成的对管和一个单独的正极性可控开关,以及连接在输出端和地之间的一个下拉电阻,正极性可控开关和负极性可控开关的控制端连接所述编码器的输入端,所述编码器的转换时间与编码位数及可控开关数量都无关,仅相当于一个可控开关的转换时间,大大提高了编码速度;由于所述编码器只由工作在通断状态的可控开关和电阻组成,大大降低了所述编码器的功耗。

主权项:1.一种编码器,其特征在于:所述编码器由相互独立且并行连接的数量与所述编码器输出端个数相同的权值编码模块构成,每个权值编码模块均包括并接在电源正极和输出端之间的若干个由一个正极性可控开关和一个负极性可控开关串联而成的对管和一个单独的正极性可控开关,以及连接在输出端和地之间的一个下拉电阻,正极性可控开关和负极性可控开关的控制端连接所述编码器的输入端;所述编码器输入端数n和输出端数m满足,m为正整数;所述编码器n个输入端为,m个输出端为,则第i权值编码模块包括并接在电源正极和输出端之间的个对管和一个单独的正极性可控开关以及连接在输出端和地之间的一个下拉电阻,,其中Ki必须满足;所述对管由一个正极性可控开关和一个负极性可控开关串联而成,正极性可控开关的控制端接高电平时导通、接低电平时断开,负极性可控开关的控制端接高电平时断开、接低电平时导通,导通时通路电阻足够小且导通速度快,第Ki对管的正极性可控开关的控制端和负极性可控开关的控制端分别与输入端和相连,;第i权值编码模块中单独的正极性可控开关的控制端与输入端相连。

全文数据:一种编码器技术领域本发明属于编码器技术领域,具体涉及一种编码器。背景技术并行比较型AD转换器(又称FlashADC)与其它类型模拟数字信号转换器ADC相比,具有转换时间短、转换速度快的优点。可是,当转换位数较多时,其硬件开销将快速增加,电路变得非常复杂,转换时间也将加长。原因是:(1)FlashADC要对输入模拟信号进行量化,然后再对所有量化电平进行比较和保存。当转换输出的二进制位数为n时量化电平数将有2n-1个,所需比较器和触发器都将达到2n-1个,硬件成本显著提高;(2)FlashADC拥有一个把触发器储存的比较后状态转换成二进制数的优先编码器。当转换位数增多时需要更多半导体元件,组合电路按照几何级数增加,在扇入数受限情况下,必须增加组合电路级数,也自然增加了优先编码器的延时。针对第一种情况,已经有很多文献提出了解决方案;针对第二种情况,虽然已做了一些工作,但效果不佳。如申请号为98125226.5的中国专利公开了一种优先编码器,主要由逻辑门和选择门实现;申请号为201810316264.6的中国专利也公开了一种优先编码器,主要采用已有的集成组合电路实现。由于过多地采用组合电路,当优先编码器输入端数量较多时,电路不仅复杂而且延时明显增加。发明内容为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提出一种编码器。为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种编码器,包括个输入端和个输出端,,为正整数。所述编码器包括个权值编码模块,第权值编码模块包括并接在电源正极和输出端之间的个对管和一个单独的正极性可控开关以及连接在输出端和地之间的一个下拉电阻,,;每个对管由一个正极性可控开关和一个负极性可控开关串联而成,正极性可控开关的控制端接高电平时导通、接低电平时断开,负极性可控开关的控制端接高电平时断开、接低电平时导通;第个对管的正极性可控开关的控制端和负极性可控开关的控制端分别与输入端、相连,;单独的正极性可控开关的控制端与输入端相连。与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明提出的编码器由相互独立且并行连接的数量与所述编码器输出端个数相同的权值编码模块构成,每个权值编码模块均包括并接在电源正极和输出端之间的若干个由一个正极性可控开关和一个负极性可控开关串联而成的对管和一个单独的正极性可控开关,以及连接在输出端和地之间的一个下拉电阻,正极性可控开关和负极性可控开关的控制端连接所述编码器的输入端。所述编码器的转换时间与编码位数及可控开关数量都无关,仅相当于一个可控开关的转换时间,大大提高了编码速度;由于所述编码器只由工作在通断状态的可控开关和电阻组成,大大降低了所述编码器的功耗。附图说明图1为本发明实施例一种编码器的组成框图;图2为一个4位编码器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明实施例一种编码器的组成框图如图1所示,所述编码器包括个输入端和个输出端,,为正整数。所述编码器包括个权值编码模块,第权值编码模块包括并接在电源正极和输出端之间的个对管和一个单独的正极性可控开关以及连接在输出端和地之间的一个下拉电阻,,;每个对管由一个正极性可控开关和一个负极性可控开关串联而成,正极性可控开关的控制端接高电平时导通、接低电平时断开,负极性可控开关的控制端接高电平时断开、接低电平时导通;第个对管的正极性可控开关的控制端和负极性可控开关的控制端分别与输入端和相连,;单独的正极性可控开关的控制端与输入端相连。在本实施例中,所述编码器包括个输入端和个输出端,。所述编码器由个权值编码模块构成。每个权值编码模块的输出端均对应所述编码器的一个输出端,输入端为所述编码器的全部输入端或其中的几个。各个权值编码模块的结构基本相同,均包括并接在电源正极和权值编码模块输出端之间的若干个对管和一个单独的正极性可控开关以及连接在权值编码模块输出端和地之间的一个下拉电阻,所不同的是不同权值编码模块的对管的数量不同。一个对管由一个正极性可控开关和一个负极性可控开关串联而成,正极性可控开关的控制逻辑是其控制端为高电平时导通、低电平时断开,负极性可控开关的控制逻辑是其控制端为高电平时断开、低电平时导通。因此,一个对管只有当它的正极性控制端为高电平且负极性控制端为低电平时才导通,其它情况皆断开。由于所有的对管和单独的正极性可控开关均并接在电源正极和权值编码模块输出端之间,因此,只要有一个对管或单独的正极性可控开关导通,权值编码模块就输出高电平;只有当所有的对管和单独的正极性可控开关均断开时,权值编码模块的输出才被下拉电阻拉为低电平。第1个权值编码模块用于生成所述编码器的最低位编码,其输出端为所述编码器的输出端,其输入端为所述编码器的所有个输入端。因此,对管数量为(-1)2,其正极性可控开关的控制端分别与序号为奇数的输入端相连,其负极性可控开关的控制端分别与序号为偶数的输入端相连,单独的正极性可控开关的控制端与最高位输入端相连。可控开关的总数为:=。第2个权值编码模块用于生成所述编码器的次低位编码,其输出端为所述编码器的输出端,其输入端为所述编码器的所有偶数序号的输入端。因此,对管数量为(-3)4,其正极性可控开关的控制端分别与输入端相连,其负极性可控开关的控制端分别与输入端相连,单独的正极性可控开关的控制端与输入端相连。可控开关的总数为:=。第权值编码模块用于生成所述编码器的第位编码,其输出端为所述编码器的输出端,其输入端为、、、…、,为对管数量,。第个对管的正极性可控开关的控制端与输入端(即的奇数倍)相连,第个对管的负极性可控开关的控制端与输入端(即的偶数倍)相连,;单独的正极性可控开关的控制端与输入端相连。可控开关的总数为:。第权值编码模块用于生成所述编码器的最高位编码,其输出端为所述编码器的输出端。第权值编码模块不包含对管,只有一个单独的正极性可控开关,其控制端与输入端相连。综上,所述编码器包含的正负极性可控开关的总数为:==。所述编码器的输入输出关系如表1所示。根据表1可知,所述编码器能够将由连续“1”(位于较低位)和连续“0”(位于较高位)构成的n+1个状态转换成用一个m位二进制编码来表示。表1编码器输入输出关系表图2为一个4位编码器的结构示意图。所述编码器包括4个权值编码模块。第1权值编码模块的输出端为,包含7个对管,输入端和分别与7个对管的正极性可控开关和负极性可控开关的控制端相连,输入端与单独的正极性可控开关的控制端相连;第2权值编码模块的输出端为,包含3个对管,输入端和分别与3个对管的正极性可控开关和负极性可控开关的控制端相连,输入端与单独的正极性可控开关的控制端相连;第3权值编码模块的输出端为,包含1个对管,输入端和分别与1个对管的正极性可控开关和负极性可控开关的控制端相连,输入端与单独的正极性可控开关的控制端相连;第4权值编码模块只包含1个单独的正极性可控开关,输出端为,输入端。所述编码器的输入输出关系见表1中所列的列及列。本实施例中的正、负极性可控开关可以采用不同材料制成,只要满足断开时电阻足够大、导通时通路电阻足够小且导通速度快等特点即可,比如原子开关、量子开关、光子开关和晶体管开关等。本实施例的编码器主要应用于AD转换电路。AD转换电路一般由采样保持电路、比较器和触发器(用于保存比较器的输出状态)等组成。本实施例的编码器应用于AD转换电路时,其输入端连接触发器的输出端,对触发器输出的状态信号(如表1所示)进行编码。另外,本实施例的编码器还可以用于其它数字集成电路中或者模数混合集成电路中。上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明,但并不能把本发明的保护范围局限于此,凡是依据本发明中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等,均应认为落入本发明的保护范围。

权利要求:1.一种编码器,其特征在于,包括个输入端和个输出端,,为正整数;所述编码器包括个权值编码模块,第权值编码模块包括并接在电源正极和输出端之间的个对管和一个单独的正极性可控开关以及连接在输出端和地之间的一个下拉电阻,,;每个对管由一个正极性可控开关和一个负极性可控开关串联而成,正极性可控开关的控制端接高电平时导通、接低电平时断开,负极性可控开关的控制端接高电平时断开、接低电平时导通;第个对管的正极性可控开关的控制端和负极性可控开关的控制端分别与输入端和相连,;单独的正极性可控开关的控制端与输入端相连。

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