Преобразователь кода в напряжение с самоконтролем Советский патент 1989 года по МПК H03M1/66 

на резисторах 28 и 29. В качестве исполнительного блока 5 может быть использован синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКБТ). Совокупность элементов 8-27.образует блок контроля преобразователя.

Преобразователь работает в двух режимах: рабочем,при котором источник 4 кодов (например, ЭВМ) произ- водит управление работой исполнительного блока 5, и контрольном, при котором происходит проверка качества функционирования преобразователя.

При поступлении с источника 4 ко- дов N (фиг, 2в) на входы ЦАП 2 и 3 в рабочем режиме на их выходах вырабатываются переменные напряжения (фигр 2г), размахи Up которых (сумма амплитуд в положительной и отрицатель ной областях выходных напряжений) пропорциональны величинам кодов. Переменное напряжение формируется на выходе ЦАП 2 и 3 с помощью двух последовательностей модулирующих проти- вофазных импульсов, которые усилитель-ограничитель 6 вырабатьшает (фиго 26) из синусоидального напряжения (фиг, 2а) поступающего с шины. Переменные напряжения с выходов ЦАП 2 и 3 поступают на соответствующие входы исполнительного блока 5 (СКВТ), Изменение кода с источника 4 приво- . дит либо к изменению амплитуды (если сигнал в знаковом разряде кода не меняется), либо к изменению амплитуды и полярности (если сигнал в знаковом разряде меняется) выходного напряжения при тех же полуволнах синусоидального напряжения .(фиг, 2в) ,

При работе в контрольном режиме с второго выхода источника 4 кодов на цифровые входы ЦАП 3 поступают коды, гшверсные кодам, поступающим с первьх входов источника 4 кодов на цифровые входы ЦАП 2, При идеальной работе ЦАП 2 и 3 амплитуды выходных напряжений равны, а полярность различна. Следовательно, при идеаль ной работе ЦАП 2 и 3 в контрольном режиме алгебраическая сумма их выходных напряжений, представляющая собой разность амплитуд, равна О, В реальных устройствах амплитуды выходных напряжений U и U для ЦАП 2 и 3 соот- ветственно при подаче прямого кода на цифровые входы ЦАП 2 и инверсного на цифровые входы ЦАП 3 отличаются на величину ли Uj, состоящую из

трех частей. Первая часть обусловлена разностью смещений нуля передаточной функции ilAn 2 и 3, вторая - разностью наклонов передаточной функции а третья - различием нелш{ейных искажений передаточных функций ЦАП 2 и Зо Для СКВТ, работающего на переменном токе, наличие первой составляющей не существенно,а присутствие второй и третьей приводит к ошибке, Позтому в процессе определения качества функционирования преобразователя исключается разность смещений нуля характеристик ЦАП 2 и 3 и приводится определение разности размахов Л Up как суммы разностей амплитуд ли., U,- U, и uV U - и (где и21 и из7выходные напряжения ЦАП 2 и 3 при положительных полуволнах синусоидального напряжения-; Ujj- выходные напряжения ЦАП 2 и 3 при отрицательных полут- волнах синусоидального напряжения), Поеле.определения разности размахов лир ли + й производится ее сравнение с допустимым значением, По результатам сравнения оценивается годность преобразователя.

Рассмотрим работу преобразователя в контрольном режиме,

В исходном состоянии до момента tp на выходе ЦАП 2 и 3 имеются выходные напряжения разной полярности, В момент t меняется знак синусоидального напряжения (фиг,.2а) и на выходах усилителя-ограничителя формируются перепады напряжения (фиг,26), которы е, поступая на управляющие входы ЦАП 2 и 3, приводят к смене полярности их выходных напряжений. На входе усилителя-ограничителя 10 устанавливается напряжение 4 U, , равное разности амплитуд вьпсодных напряжений ЦАП 2 и 3, На выходе усилителя-ограничителя 10, имеющего коэффициент усиления К,, формируется напряжение, равное , . В момент t по сигналу с инвертора 26 замыкается ключ 11 и конденсатор 13 через замкнутый контакт ключа 12 зарядится до напряжения ,, Через некоторое время после окончания заряда конденсатора 13 в момент t происходит размыкание ключи 11, В момент tj меняется знак синусо- идапьного напряжения и выходных напряжений ЦАП 2 и 3, после чего на входе и выходе усилителя-ограни

чителя 10 устанавливается напряжение

-3U,j. и соответственно. В момент t происходит размыкание ключа 12 и 3 амыкание ключа 11. При э том к входу усилителя 14 (фиг. 2е) последовательно приложено два напряжения, а именно к выходному напряжению усилителя-ограничителя 10 добавляется напряжение конденсатора 13, а на входе усилителя 14 формируется разность K,/)Up, Выходное напряжение усилителя 14 сравнивается на двух компараторах 17 и 18 с допустимыми значениями, опредгляемыми источниками 15 (+идоп)и 16 (-U ) напряжений, В момент t j- на выходе одновиб- ратора 24 появляется фронт управляющего сигнала (фиг. 2ж), который фиксирует в триггере 20 результат обра- ботки сигналов компараторов 17 (фиг.2и) и 18. Выходной сигнал триггера 20 содержит информацию о качестве работы ЦДЛ 2 и 3.

Одновибраторы 21-2i, элементы ИЛИ-НЕ 25 И 27 и инвертор 26 служат для создания управляющих сигналов, поступающих на ключи 11 и 12, причем ,одноБибраторы 21 и 23, запускающиеся от разных фронтов импульсов, форми

руют требуемую задержку t,-tp и

t -t,.0днoвибpaтop 23 определяет дли 4- э

тельность импульсов

,

6

Элемент ИЛИ-НЕ 25 объединяет управляющие сигналы одновибраторов 21 и 22, а элемент И 27 выделяет управляющие импульсы для ключа 12, поступающие .только во время отрицательной полуволны синусоидального напряжения (шины 7). Инвертор 26 обеспечивает противофазность работы ключей 11 и 12, Усилитель-ограничитель 6 может быть вьтолнен на компараторе и инверторе для формирования инверсного сигнала.

Формула изобретения

Преобразователь кода в напряжение с Самоконтролем, содержащий первый и второй цифроаналоговые преобразователи, цифровые входы которых лод- кгаочены соответственно к первой и второй группам выходов источника кодов, выходы соединены с входами исполнительного блока, первые аналоговые входы цифроаналоговых преобразователей подключены к выходу первого источника напряжения, второй источ0

5

0

ник напряжения, выход которого соединен с одним выходом первого компаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля преобразователя, в него введень шины переменного напряжения, два усилителя-ограничителя, делитель напряжения, два ключа аналоговьй элемент памяти, усилитель, третий источник напряжения, второй компаратор, элемент И-НЕ, триггер, четыре одно- вибратора, элемент ИЛИ-НЕ, инвертор, элемент И, общая шина, вход первого усилителя-ограничителя подключен к шине переменного напряжения, прямой выход соединен с вторыми аналоговыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей и с первыми входами первого и второго одновиб раторов, а инверсный выход соединен с третьими агалоговыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей и с первым входом эле-

5 мента И, выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей соединены с входами делителя напряжения, вькод которого через второй усилитель-ограничитель соединен с инфор- мационным входом первого ключа, выход первого ключа соединен с входом аналогового элемента памяти, выход которого соединен с выходом второго ключа и входом усилителя, выход третьего источника напряжения соединен с; одним входом второго компаратора, другие входы первого и второго компараторов подключены к выходу усилителя, а выходы соединены с входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с информационным входом триггера, прямые выходы первого и второго одновибраторов соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого через третий одновибратор соединен с входом инвертора и вторым входом элемента И, выходы инвертора и элемента И соединены с управляющими входами соответственно первого и втоп рого ключей, информационный вход второго ключа соединен с общей шиной, инверсный выход первого одновибрато- ра - с вторым входом второго одиовиб- , ратора, инверсный выход которого соединен с вторьтм входом первого одно- вибратора и через четвертый одповиб- . ратор - с входом синхронизации три1- гера, выход которого является выходом контроля преобразователя.

0

5

0

5

5

tg t

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с исполнительными устройствами. С целью повышения точности контроля в преобразователь кода в напряжение с самоконтролем, содержащий два источника напряжения, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), источник кодов, исполнительный блок, компаратор, введены два усилителя-ограничителя, шина переменного напряжения, делитель напряжения, два ключа, аналоговый элемент памяти, усилитель, третий источник напряжения, второй компаратор, элемент И-НЕ, триггер, четыре одновибратора, элемент ИЛИ-НЕ, инвертор, элемент И. Преобразователь работает в двух режимах: рабочем, при котором источник кода производит в ЦАП модуляцию по амплитуде прямоугольных импульсов усилителя-ограничителя, а выходные сигналы ЦАП управляют работой исполнительного блока и контрольном, при котором производится проверка качества преобразователя на переменном напряжении. При работе в контрольном режиме на цифровые входы ЦАП с выходов источника кодов поступают соответственно прямые и инверсные коды. В режиме контроля производится сравнение выходных сигналов ЦАП между собой при положительных и отрицательных полуволнах переменного напряжения. 2 ил.

%/ Ж