Функциональный преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G06G7/26 

00 Ок

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона коэффициента передачи функционального преобразователя при повышении точности преобразования. Функциональный преоб8 вая 49, их 93, Ае и теиго сти образователь содержит умножающий цифро- аналоговый преобразователь 3, два масштабирующих резистора 4 и 5, два операционных усилителя 6 и 7. Принцип действия преобразователя основан на формировании выходного аналогового сигнала как произведения аналогового сигнала первого аргумента на функцию от цифрового сигнала второго аргумента. При этом подключение аналогового входа умножающего цифроаналогового преобразователя 3 к выходу первого операционного усилителя 6 позволяет расширить диапазон возможных значений коэффициентов передачи и повысить точность функционального преобразования за счет уменьшения погрешности от остаточных сопротивлений замкнутых ключей преобразователя 3. 1 ил. fl (Л С

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых ЭВМ, устройствах обработки измерительной информации и т.д.

Цель изобретения - расширение диапазона изменения коэффициента передачи функционального преобразователя при повышении точности преобразования.

На чертеже схематически изображен функциональный преобразователь.

Преобразователь содержит аналоговые вход 1 и выход 2 преобразователя, умножающий цифроаналоговый преобразователь (УЦАП) 3, первый и второй масштабирующие резисторы 4 и 5, первый и второй операционные усилители 6 и 7, шифратор В. Преобразователь 3 может быть выполнен, например, на основе розисторной матрицы типа R 2 -R с коммутирующими ключами. Значения токов короткого замыкания первого и второго выходов преобразователя 3 изменяются парафазно при изменении входного кода.

Функциональный преобразователь ра ботает следующим образом.

При подаче на вход 1 напряжения UEx и на вход шифратора 8 кода п на выходе преобразователя формируются выходные напряжения Увых, причем

Ивых R5 . П

( )

К и

вх

R4

,N

где R, Rs - величины резисторов 4 и 5

п - десятичный эквивалент входною цифрового двоичного кода УЦАП 3, который является выходным кодом шифратора 8; N - разрядность . В частности, при п п имеем

v RS

2N-n

При этом диапазон изменения К прости рается от 0 до 2N, что соответствует изменению 0 п 2N - 1 . Существен но. что в выражения (1) -(2) не входит значение базового номинала резисторов матрицы R - 2R, на основе которой выполнен УЦАП 3 (важно лишь взаимное согласование сопротивлений резисторов матрицы, что выполняется достаточно просто даже при интегральной технологии).

Если же включить шифратор 8, реализу- ,N.n

, то получим за 2 ющии функцию п ргг

висимость

К п R5/R4.(3)

Таким образом, осуществляется линеризация функциональной зависимости.

Подбором отношения резисторов Rs/R можно задавать максимальное значение коэффициента передачи К.

Кроме этого, снимая выходной сигнал непосредственно с выхода первого операционного усилителя, можно получить гиперболическую зависимость выходного напряжения от кода п , т.е.

.-V,«

где R - значение базового номинала УЦАПЗ.

В случае съема выходного сигнала с выхода усилителя 7, поменяв местами прямой и дополнительный выходы УЦАП 3, реализуется функциональная зависимость вида

20

25

30

40

45

50

55

-.N

К п

(5)

Г5

R г/

Рассмотренный функциональный преобразователь в случае реализации выражений (1) - (3) обеспечивает диапазоны возможной перестройки коэффициента передачи, равный

I К;пах I/I I 22N ,

что эквивалентно удвоению числа разрядов УЦЛП 3 устройства-прототипа. При этом повышение точности преобразователя достигается благодаря исключению мультипликативной составляющей погрешности от влияния остаточных сопротивлений замкнутых ключей УЦАП 3 (в случае использования ключей, имеющих в замкнутом состоянии обратную зависимость сопротивления от значения протекающих по ним разрядных токов, что реализовано практически во всех серийных УЦАР типа R - 2R, изготовленных по КМОП технологии).

Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий первый операционный усилитель, подключенный неинвертирующим входом в шине нулевого потенциала функционального преобразователя, а инвертирующим входом - к первому выводу первого масштабирующего резистора и первому выходу умножающего цифроаналогового преобразователя, цифровой вход которого является цифровым входом функционального преобразователя, а второй выход соединен с первым выводом второго масштабирующего резистора и инвертирующим входом второго операционного усилителя, подключенного неинвертирующим входом к шине нулевого потенциала функционального преобразователя, а выходом - к второму выводу второго масштабирующего резистора и аыходу функционального преобразователя, причем второй вывод

516244866

первого масштабирующего резистора явля-ного преобразования при повышении точется аналоговым входом функциональногоности преобразования, выход первого опепреобразователя, от л и ч а ю щ и и с я тем,рационного усилителя соединен с

что, с целью расширения диапазона изме-аналоговым входом умножающего цифроанения коэффициента передачи функциональ-5 налогового преобразователя.