同理,当0.5≤Vi≤1时,Vi向C2充电,电子模拟开关S2指向“2”端,这时,C2、C3和A2构成另一个开关电容比例延时器,把式(9)中的C1换成C2,就是这个比例延时器的Z域传递函数。“e”脉冲为高电平时,C2中电荷Q=C2Vi转换到C3中,若取C3=0.5C2,就实现了y=2(1-x)的运算;当下一个“o”脉冲为高电平时,C4中电荷转移到C5中,这时开关S0指向“2”端,把输出信号Vo反馈到输入端,给C2充电,实现迭代运算。经过n次迭代后,使Vi信号放大到可观测为止。 这样,经过一个周期T,完成了对Vi一个样点的采集。如此周而复始地进行A/D转换工作。D触发器输出的信号就是格雷码序列: 
将gk序列和初始条件b0=Q0代入式(6)中,就得到贝努利二进制序列bk(k=0,1,2,…)。当然,只要把ADC的输出信号Vo(格雷码序列)送入计算机,转换成二进制数字量的工作,可由计算机通过软件来实现。 3 实验结果 利用图4的信号系统对5×7应变式微型阵列传感器输出的信号进行非线性放大和A/D转换实验,实验结果见表1。表1中为第4行7个传感器输出信号进行A/D转换的结果。实验结果表明,基于帐篷映射的开关电容A/D转换器可有效地实现对小信号的放大和A/D转换。 4 结论 本文利用混沌电路对小信号敏感及它具有的非线性变换的独特性能,设计了混沌帐篷映射开关电容新型A/D转换器。这种A/D转换器适用于机器人模拟阵列触觉传感器输出信号的A/D转换。它集调理放大和A/D转换于一体,具有电路简单、易于集成及功耗小的特点。开关电容电路只有二相时钟,电路性能只取决于两个电容之比而与电容绝对值无关,因而电路运算精度高、成本低。利用该A/D转换器可实现多路触觉信号的并行采样和A/D转换,以满足大规模阵列传感器信号的实时采集要求。实验结果证明了本方法的有效性。
表1 A/D转换实验结果 传感器 | (4,1) | (4,2) | (4,3) | (4,4) | (4,5) | (4,6) | (4,7) | 测量值/mV | 0 | 80 | 67 | 188 | 246 | 170 | 25 | 计算值/mV | 0.0 | 80.2 | 66.4 | 187.5 | 242.3 | 168.9 | 24.7 | 格雷码 gog1…g6g7 | 00000000 | 00011111 | 00011001 | 00101000 | 00100001 | 00111110 | 00000101 | 二进码 b0b1…b6b7 | 00000000 | 00010101 | 00010001 | 00110000 | 00111110 | 00101011 | 00000110 |
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