Преобразователь код-напряжение Советский патент 1991 года по МПК H03M1/66 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке высокоточных цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

На чертеже представлена структурная электрическая схема преобразователя код- напряжение.

Преобразователь код-напряжение содержит регистр 1, блоки 2,3 сравнения кодов, задатчик 4 кода, элемент 5 НЕ, элемент 6 ИЛИ, цифровой сумматор 7, блок 8 вычитания кодов, коммутаторы 9,10, преобразователи 11,12 кода в широтно-импульсный сигнал, ключи 13,14, источники 15,16 образцового напряжения, ключ 17, аналоговый сумматор 18,фильтр 19, блок20управления:

генератор 21 импульсов, шины 22 входного кода, выходную шину 23.

Преобразователь код-напряжение работает следующим образом.

По сигналу блока 20, представляющего собой генератор коротких импульсов с периодом много большим периода преобразователей 11,12, преобразуемый код Nx по шинам 22 записывается в регистр 1. Код регистра 1 разбит на две группы. Группа старших разрядов содержит щ разрядов, группа младших разрядов П2 разрядов. На первом выходе двухразрядного задатчика кода 4 установлен сигнал 1, а на втором выходе - сигнал О. Таким образом, благодаря соответствующим связям задатчика кода 4 на первых входах блока 2 задан т- разрядный код 11 ...1, на вторых входах блока 3 задан п2-разрядный код 00,. .,0, на вторых входах цифрового сумматора 7 задан поразрядный код 00,...,01, на вторых входах блока 8 задан (п2+1)-разрядный код 100,...,0. На вторые входы блока 2 поступает п 1-разрядный код N1 старшей группы разрядов преобразуемого кода, на первые входы блока 3 поступает поразрядный код N2 младшей группы разрядов преобразуемого кода. На вход элемента НЕ 5 поступает одноразрядный код N3, состоящий из старшего п-го разряда преобразуемого кода.

Таким образом, если выполняется хотя

бы одно из условий N3 О, N1 111, N2

000, то на выходе элемента ИЛИ 6 появится сигнал 1, под воздействием которого коммутатор 9 подключает код N1 ко входам преобразователя 11, коммутатор 10 подключает код N2 ко входам преобразователя 12, ключ 17 подключает широтно-им- пульсный сигнал с амплитудой Е2 и скважностью N2/N2H, ко второму суммирующему входу аналогового сумматора 18, на первый суммирующий вход которого поступает широтно-импульсный сигнал с амплитудой EI и скважностью N1/N1H./N2H и N1H номинальные значения кодов второй и первой групп. Напряжения Е2 и EI выбирают равными

(2n2-1)UH

2п-1

(2 п - 1 - 2 2 - 1 ) Цн 2п-1

Е2

EI

где UH номинальное значение выходного напряжения преобразователя код-напряжение.

На выходе преобразователя код-напряжение устанавливается напряжение, равное

N2 +F N1 N2H 1 М1„

Е2

Если ни одно из условий N3 0, N1

11,...,1, N2 000, не выполняется, то

будет происходить следующее. На выходе цифрового сумматора 7 будет код N4 N1 + 00,...,1, на выходе блока 8 вычитания кодов будет код N5, равный разности между кодом на вторых его входах и первых входах, т.е.

N5 1000-N2,

на выходе элемента ИЛИ 6 будет сигнал О, который подключит код N4 к входам преобразователя 11 кода в широтно-импульсный сигнал, код N5 - к входам преобразователя 12, а выход ключа 14 через ключ 17 к вычитающему входу аналогового сумматора 18. Таким образом, на выходной шине 23 преобразователя код-напряжение будет присутствовать постоянный сигнал

-Е2

N5

N2H

+ Ei

N4 N 1Н

5

Е2

N2

+ EI-V

N 1

N2H - N1H Представление сигнала U выражениемс N5 . г. N4 - Е 2 Е 1уменьшает пульса(М 2НIM 1н

ции по сравнению с представлением его

0 выражением

с N2 , ,- N 1 Е21Т27 + Е1ШГ- так как код N4 на единицу больше, чем N1. Амплитуда пульсаций выходного сигнала

5 достигает своего максимума при скважности широтно-импульсных сигналов 0,5, что соответствует равенству N1 Жн, и уменьшается с увеличением кода на входе преобразователя кода в широтно-импульсный

0 сигнал от N1H/2 до N1H. Это происходит

вследствие того, что код N4 N1 + 001.

Рассмотрим случай, когда Он 63в, п 6, m 3, n2 3, N1H 111, N2H 111. NX 101100, при этом N1 101 - код стар5 ших разрядов, N2 100 - код младших разрядов, N3 1. Тогда EI 56в, Е2 7в. Условия N3 О, N1 111, N2 000 не выполняются. Код N4 будет равен 110 (десятичный эквивалент 6), а код N5 будет равен 100 (десяти0 чный эквивалент 4).

Из рассмотренного примера видно.

что сигнал U -Е 2

N5

+ EI

N4

равен

N2H - N 1Н 5 44в,также как исигнал Е г -грг1- Е 1 ---т- ,

но пульсации от широтно-импульсного сигнала кода N4 меньше, чем от сигнала, соответствующего коду N1.

0 Формула изобретения

Преобразователь код-напряжение, содержащий регистр, информационные входы которого являются шиной входного кода, а вход синхронизации объединен с первыми

входами управления первого и второго преобразователей кода в широтно-импульсный сигнал и подключен к выходу блока управления, фильтр, выход которого является выходной шиной, а вход соединен с выходом

аналогового сумматора, первый суммирующий вход которого соединен с выходом первого ключа, первый и второй источники образцового напряжения, выходы которых соответственно подключены к информационным входам первого и второго ключей, управляющие входы которых соответственно соединены с выходами первого и второго преобразователей кода в широтно-импульсный сигнал, вторые входы управления которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены первый и второй коммутаторы, третий ключ, цифровой сумматор, блок Ёычитания кодов, элемент НЕ, элемент ИЛИ, задатчик кода и первый и второй блоки сравнения кодов, первые группы входов которых соответственно объединены с первыми группами информаци- онных входов первого и второго коммутаторов и соответствующими группами входов цифрового сумматора и -блока вычитания кодов и подключены к соответствующим выходам старших и младших раз- рядов регистра, а выходы первого и второго блоков сравнения кодов соответственно подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ, к третьему входу которого через элемент НЕ подключен выход стар- шего разряда регистра, при этом второй суммирующий и вычитающий входы аналогового сумматора подключены к соответствующим выходам третьего ключа, информационный вход которого соединен

с выходом второго ключа, а управляющий вход объединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов и подключен к выходу элемента ИЛИ, информационные входы первого и второго преобразователей кода в широтно-импульс- ный сигнал соответственно подключены к выходам первого и второго коммутаторов, вторые группы информационных входов которых соответственно соединены с выходами цифрового сумматора и блока вычитания кодов, вход младшего разряда второй группы входов цифрового коммутатора объединен с входом старшего разряда второй группы входов блока вычитания кодов и второй группой информационных входов первого блока сравнения кодов и подключен к первому выходу задатчика кодов, второй выход которого соединен с остальными входами второй группы входов блока вычитания кодов, с второй группой входов второго блока сравнения-кодов, с остальными входами второй группы входов цифрового сумматора и с входом блока вычитания кодов.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для создания систем контроля метрологических характеристик. Целью изобретения является повышение точности преобразователя код-напряжение. Преобразователь код-напряжение содержит регистр, два блока сравнения кодов, задат- чик кода, элемент НЕ, элемент ИЛИ, цифровой сумматор, блок вычитания кодов, два коммутатора, два преобразователя кода в широтно-импульсный сигнал, три ключа, два источника образцового напряжения, аналоговый сумматор, фильтр, блок управления, генератор импульсов, шины входного кода и выходную шину. Повышение точности преобразователя достигается за счет уменьшения амплитуды пульсаций для возможных значений входного кода в заданном диапазоне преобразования. 1 ил. сл с