Двоично-весовая матрица для преобразователей кода в напряжение Советский патент 1983 года по МПК G08C9/00 H03K13/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть .использовано в преобразователях аналоговой величины в код и кода в аналоговую величину.

Известны двоично-весовые матрицы, содержащие токоограничиваюсцие элементы, соединенные параллельно через ключи с общей шиной, а через допел- : нительные токоограничивающие элементы и инвертор - с источником напряжения, а источник входного кода подключен к управляющим входам ключей С1.

Недостатком данной матрицы является ее сложность.

Наиболее близким к предлагаемой является двоично-весовая матрица для преобразователей кода в напряжение, содержащая токоограничивающие элементы, соединенные параллельно через ключи одними выводами с источниками напряжения, а другими выводами с выходами двоично-весовой матрицы, управляющие входы ключей подключены к источнику входного кода 2.

В качестве ключей известной двоично-весрвой матрицы могут быть использованы переключающие элементы на биполярных или униполярных транзисторах, подключенные в старших разрядах к повтсрите.пю, выполненно му, например, на операционном усилителе Сз.

Недостатком данного устройства является ограниченная точность.

Цель изобретения - повышение точности двоично-весовой матрицы.

Поставленная цель достигается

10 тем, что, в двоично-весовой матрице для преобразователей кода в напряжение, содержащей токоограничивающие элементы, соединенные параллельно через К.ПЮЧИ одними выводами с

15 источником напряжения, а другими выводами - с выходом двоично-весовой матригил, управляющие входы ключей подключены к источнику входного кода, другие входы ключей старших

20 разрядов матрицы подключены к ее выходу.

На чертеже представлена структурная схема устройства для формирования сигнала рассогласования между

25 УГ.5ОМ и его кодовым эквивалентом с использованием двоично-весовой матрицы .

Устройство содержит синусно-косинусный датч.ик 1 угла, подк.точен30ный к коммутатору 2 квадрантов. Один

выход коммутатора 2 через последовательно соединенные двоично-весовую матрицу 3 и токоограничиваюадий элемент 4 подключен к одному входу суммирующего усилителя 5, Другой выход коммутатора 2 через последовательно соединенные двоично-весовую матрицу 6 и токоограничивающий элемент 7 подключен к другому входу суммируквдего усилителя 5. Двоичновесовые матрицы 3 и б состоят из токоограничиваюЩих элементов 8, соединенных параллельно через ключи 9 с входом и выходом этих матриц. Ключи 9 состоят из переключающих элементов 10, подключенных в старши разрядах к повторителям 11. Выходы прямого и дополнительного кодов формирователя 12 подключены к управляющим входам ключей 9 двоично-весово матрицы 3 и б соответственно. Входы и выходы двоично-весовых матриц 3 и 6 подключены к одним и другим входа ключей 9 старших разрядов этих мат.риц.

Токоограничивающие элементы могу быть выполнены в виде резисторов.

Устройство работает следующим образом.

На выходе датчика 1 формируются сигналы, промодулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса yrjia Ы поворота вала. Коммутатор 2 квадрантов формирует два старших разряда выходного кода и подключает к выходу коммутатора 2 противофазные напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла ot. Сопротивление последовательно соединенных матрицы 3 и элемента 4 можно представить соотношением

V

. .

N

где RQ - сопротивление резистора старшего разряда матриц 3 и 6 ;

N - прямой код на выходе формирователя 12; R - сопротивление резистора

элементов 4 и 7. Сопротивление последовательно соединенных матрицы б и элемента 7 можно представить соотношением

,

где NQ - N - дополнительный код на

выходе формирователя

Входные напряжения суммирующего усилителя 5 имеют разные знаки и вычитаются. При нулевом выходном напряжении усилителя 5 его входные напряжения равны по модулю

NcosoL ЧУ) 2 -%kN2 - 1c(NQ-N)

R л

где К - - постоянный коэффи циент.

При ,2775 имеет место приближенное (с погрешностью 2 угл. мин) равенство

)1

/J

tcjrN:

iNo-N)()

что соответствует равенству угла oL его кодовому эквиваленту N.

0 При рассогласовании между углом ct и его кодовым эквивалентом N выходной сигнал усилителя 5 изменяется по синусоидальному закону в функции ot Ы.

5 Подключение выходов матриц 3 и б другим входам ключей старших разрядов этих матриц исключает погрешность, обусловленные сопротивлением ключей, повышая точность двоичновесовой матрицы и устройства в целом. Формула изобретения

Двоично-весовая матрица для преобразователей кода в напряжение, содер5 жащая токоограничиваквдие элементы, соединенные параллельно через ключи одними выводами с источником напряжения, а другими выводами - с выходом двоично-весовой матрицы, управл ляющие входы ключей подключены к источнику входного кода, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности двоично-весовой матрицы, другие входы ключей старших разрядов матрицы подключены к ее выходу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шмид Г. Устройство и принцип действия преобразователей аналог 0 код. Пер. ГОНТИ № 4211 (.71), 1971, с. 228 - 233, рис. 1У.20.

2.Авторское свидетельство СССР 726662, кл. Н 03 К 13/00, 1977

Л прототип).

5 3. А.Г.Алексенко и др. Применение прецизионных аналоговых интегральных схем. М., Радио и связь, 1981, с. 192, рис. 7.23.