Устройство цифроаналогового преобразования Советский патент 1986 года по МПК H03M1/66 

1 1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении преобразователей формы информации.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства цифроаналогового преобразования; на фиг. 2 - пример реализации блока синтеза кодов.

Устройство цифроаналогового преобразования содержит цифроаналоговый реобразователь 1 (ЦАП), счетчик 2 СТР), блок 3 регистров (БРГ), блок 4 цифровых схем сравнения (БЦСС), блок 5 синтеза кодов (БСК) с первыми и вторыми входами 6 и 7 и выходами 8, аналоговый запоминающий блок 9 (АЗБ), блок 10 сравнения (БС), блок 11 управления, содержащий первый, второй и третий злементы ИЛИ 12, 13 и 14, инвертор 15, первый, второй, третий и четвертый элементы И 16, 17 18 и 19, первый и второй R5 -триггеры 20 и 21, счетчик 22, мультиплексор 23, демультиплексор 24. Устройство ЦАП содержит также шину 25 тактовых импульсов, шину 26 управления, выходную шину 27.

Цифроаналоговьй преобразователь должен быть реализован на основе избыточного измерительного кода (ИИК), апример кода Фибоначчи. Блок 10 сравнения осуществляет сравнение налоговых сигналов А и Aj на его ходах, причем сигнал на его выходе одчиняется следующему соотношению:

0. Ь.

если А, 5 А если А, А .

Блок 4 цифровых схем сравнения состоит из П1 цифровьпс схем сравнения и осуществляет сравнение на равенство содержимого группы разрядов счетчика 2 с содержанием блока 3 регистров, причем выходной сигнал 2j I -и схемы сравнения равен

„ П, если СТР (i) РГ; ; . о, если СТР (i) РГ., где ,2...т;

РГ i - содержимое i -го регистра

блока 3;

СТР (I)- содержимое группы из (п- -m +i) младших разрядов счетчика 2;

ч - число разрядов счетчика 2, определямое разрядностью ЦАП 1;

217532

г - количество переходных кодовых комбинаций (для да Фибоначчи m п- 2). Блок 5 синтеза кодов обеспечивает 5 формирование кодовой комбинации, записываемой в СТР 2 после появления на его выходе переходной кодовой комбинации. Комбинация, для записи формируется по содержимому СТР 2 и 10 выходным сигналам Н,- БЦСС 4, причем 1 -и ее разряд формируется следующим образом:

BCKCi

О, если i i и - m J ( + Z- Jx

)(7. .

l-HD-n + 1 1tnl-n4i

Возможная схема реализации БСК 5 приведена на фиг. 2.

Устройство цифроаналогового преобразования работает в двух режимах: режиме контроля и режиме генерации линейно изменяющегося напряжения. В режиме контроля определяются переходные кодовые комбинации .

Определение переходных; кодовых комбинаций начинается с разряда, вес которого отличается от двоичного веса. Так, для 1 кода Фибоначчи с младшими

разрядами 8,5, 3,2,1 для которого проводятся все дальнейшие примеры,. определение переходных кодовых комбинаций производится с 3-го разряда. В режим контроля устройство пере-

водится сигналом, поступающим по шине 26 управления, который устанавливает в нулевое состояние триггеры 20 и 21 блока 11 управления, записывает в счетчик 22 номер первого проверяемого разряда и через элемент ИЛИ 12 обнуляет реверсивный счетчик 2.

Единичное состояние триггеров 20 и. 21 разрешает прохождение тактовых

импульсов, поступающих на шину 25 тактовых импульсов устройства, на первьй управляющий вход прямого счета счетчика 2.

Включение проверяемого разряда

счетчика 2, вьщеляемого мультиплексором 23, устанавливает триггер 21 в О и переводит АЗБ 9 в режим запоминания аналоговой величины А с выхода ЦАЛ 1, соответствующей

вему контролируемого разряда. Нулевым состоянием триггера 21 разрешается прохождение тактовых импульсов на третий управляющий вход обратного счета счетчика 2 до момента срабатывания блока 10 сравнения. Изменения сигнала на выходе БС 10 из О в 1 происходит в момент равенства содержимого СТР 2 переходной кодовой комбинации проверяемого разряда. Срабатывание БС вызовет запись переходной кодовой комбинации в соответствующий разряд блока 3 регистров, установит триггер 21 в 1, переводя СТР 2 в режим прямого счета, и увеличит содержимое счетчика 22 на единицу, устанавливая тем самым код следующего контролируемого разряда. Процесс определения всех последующих переходных комбинаций будет аналогичен.

Пример определения переходных кодовых комбинаций приведен в табл.1

После определения всех переходных комбинаций сигнал переполнения счетчика 22 обнулит счетчик 2 и установит триггер 20 в О, переводя устройство в режим генерации линейно изменяющегося напряжения.

Тактовые импульсы поступают на шину 25 тактовых импульсов устройства. Счетчик 2 осуществляет преобразование числа входных импульсов в соответствующий рабочий код, в результате чего на выходе ЦАП 1 появляется аналоговый сигнал, величина которого пропорциональна количеству импульсов поступающих на вход устройства, причем счетчик 2 начинает работу в режиме прямого счета, импульсы на соответствующий вход проходят через элементы 14 и 17. В процессе работы содержимое каждого из регистров РГ БРГ 3 постоянно сравнивается при помощи БЦСС 4 с соответствующей группой разрядов счетчика 2.

Если после поступления очередного счетного импульса БЦСС 4 выработал сигнал , 1 равенства содержимого i -го регистра с соответствующей группой разрядов счетчика 2, то единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 13 переводит счетчик 2 в режим записи. Блок 5 синтеза по содержимому счетчика 2 и выходным сигналам блока 4 цифровых схем сравнения формирует код, аналоговый- эквивалент которого точно на величину младшего кванта больше выходной аналоговой величины ЦАП 1 на данном такте. На следующем такте происходит запись содержимого БСК 5 в счетчик 2. Затем

СТР 2 продолжает свою работу либо в режиме прямого счета, либо в режиме записи в зависимости от сигналов БЦСС 4.

Пример функционирования устройства в режиме генерации линейно изменяющегося напряжения показан в табл. 2.

Функционирование устройства в ре- жиме генерации линейно изменяющегося напряжения периодически прерывается и осуществляется цикл проверки. Частота перехода из режима в режим определяется скоростью изменения реаль- ных весов разрядов ЦАП 1 и зависит от стабильности параметров аналоговых узлов ЦАП 1 и от скорости изменения внешних условий.

20

Формула изобретения

5

0

5

Устройство цифроаналогового преобразования, содержащее блок управления, первый вход которого является

5 шиной управления, второй вход - шиной тактовых импульсов, первый выход под- ключен к первому управляющему входу счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам цифроаналоQ гового преобразователя, выход которого является выходной щиной устройства и подключен к первому входу блока сравнения, выход которого подключен к третьему входу блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены аналоговый запоминающий блок, блок синтеза кодов, блок цифровых схем сравнения, блок регистров, информационные входы которого объединены с соответствующими первыми входами блока цифровых схем сравнения и блока синтеза кодов, соответствующими четвертыми входами блока управления и входами цифроаналогового преобразователя, управля :1,ие входы блока регистров подключены к соответствующим вторым выходам блока управления, выходы подключены к соответствующим вторым входам блока цифровых схем сравнения, выходы которого подключены к соответствующим пятым входам блока управления и вторым входам блока синтеза кодов, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам счетчика, второй, третий и четвертый управляющиевходы которого подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому выходам блока

0

5

управления, шестой выход которого подключен к управляющему входу аналогового запоминающего блока, информационный вход которого объединен с первым входом блока сравнения, а вы- ход подключен к второму входу блока сравнения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления выполнен на первом, втором и третьем элементах ИЛИ, инверторе, первом, втором, третьем и четвертом элементах И, счетчике, мультиплексоре, демультиплексоре, первом и втором R5 -триггерах, первьй 5 -вход вто- рого RS -триггера объединен с первым входом первого элемента ИЛИ, первым управляющим входом счетчика, 6 -входом первого RS -триггера и является первым входом блока управ- ления, второй S -вход объединен с вторым управляющим входом счетчика, информационным входом демультиплексо- ра и является третьим входом блока управления, R -вход подключен к вы- ходу мультиплексора, который является шестым выходом блока управления, прямой и инверсньй выходы подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов И, . вторые входы которых объединены с первыми входами первого и второго элементов И и являются вторым входом блока управления, третьи входы объединены и подключены к прямому . выходу первого RS -триггера, R -вход которого объединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и подключен к выходу переполнения счетчика, инверсный выход подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И является третьим выходом блока управления, третий вход первого элемента И объединен с входом инвертора и подключен к. выходу второго элемента ИЛИ, входы которого являются пятыми входами блока управления, выход инвертора подключен к третьему входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И, выход является первым выходом блока управления, выход четвертого элемента И является четвертым выходом блока управления, выход первого элемента ИЛИ является пятым выходом блока управления, при этом выходы счетчика подключены к соответствующим адресным входам мультиплексора и демуль- типлексора, информационные входы мультиплексора являются четвертыми входами блока управления, выходы демультиплексора являются вторыми выходами блока управления.

Таблица 1

(pu&.J

г:

I

Zm

5

7/77-г

&

6СК5 5CKLnJ

ШМ

CTlLn-mi-2

Iz

М

Ofncm

CTlin-rmj

Редактор М.Петрова

Составитель В. Першиков

Техред Л. Олейник Корректор.М.Самборская

Заказ 1621/60 Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССг

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

&

(

М.

I

J

SC/ch-m jJ

SCKLn-iTj I тп

5СКШ

JLJ

дзи, 2

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении преобразователей формы информации. Изобретение позволяет повысить точность преобразования в режиме формирования линейно изменяющегося напряжения, что обеспечивается построением цифроаналогового преобразователя (ЦАП) на основе избыточных измерительных кодов (ИИК), а также введением аналогового запоминающего блока, блока синтеза кодов, блока цифровых | схем сравнения и блока регистров, которые обеспечивают в режиме контроля запись в блок регистров переходных кодовых комбинаций, которые затем используются в режиме преобразова- ния для коррекции текущих значений кода счетчика, что и обеспечивает высокую точность преобразования при использовании ЦАП низкой точности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл. (Л