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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании систем автоматического управления и источников калиброванных сигналов.

Целью изобретения является повышение быстродействия преобразователя.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема преобразователя код - напряжение; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу на фиг. 3 - структурная электрическая схема блока формирования приращений кода.

Преобразователь код - напряжение (фиг.1) содержит регистр 1, элемент 2 совпадения, счетчик 3 импульсов, генератор 4 импульсов, триггеры 5, 6,

блок 7 формирования приращений кода, цифровой компаратор 8, элементы И 9, 10, биполярный источник тока 11, ключ 12, RC-фильтр 13, ключи 14, 15, источник 16 опорного напряжения, элемент НЕ 17, счетчик 18 импульсов, элемент ИЛИ 19, выходную шину 20, шину Пуск 21, шины 22 входного кода.

Блок 7 (фиг.З) формирования приращений кода содержит блок 23 инверторов кода, цифровой сумматор 24, п элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25, блок 26 инверторов кода.

Преобразователь код - напряжение работает следующим образом.

Цифровой код числа N;, хранимого в регистре 1, сравнивается в элементе 2 совпадения кодов с изменяоэсо

СП

ю

СП

00

ющимся от 0 до кодом первого счетчика 3, на вход которого непрерывно поступают импульсы от генератора 4 импульсов. При каждом пе- реходе счетчика через нулевое состояние на его выходе появляется сигнал, устанавливаются триггер 5 в определенное, например единичное, doc- тояние, В моменты совпадения кодов чисел регистра 1 и счетчика 3 элемент 2 совпадения вырабатывает сигналы, возвращающие первый триггер 5 в исходное нулевое состояние. Благодаря этому на выходах триггера 5 формируется последовательность ши- ротно-модулированных импульсов, длительность которых пропорциональна величине преобразуемого кода N j, a период повторения определяется емкостью счетчика 3.

В статическом режиме, когда разN

«и

и выходного N

ность входного

кодов регистра 1 равна нулю ( &N; 0), второй триггер 6 непрерывно удерживается в нулевом состоянии выходным сигналом цифрового компаратора 8 через элемент НЕ 17. При этом выходным напряжением триггера 6 ключ 12 разомкнут, через элементы И 9, 10 противофазные широтно-модулированные импульсы с выходов триггера 5 поступают на ключи 14 и 15, подключающие RC-фильтр 13 к источнику 16 опорного напряжения на время импульса t n и к общей шине - на время между импульсами t TQ- tn, В результате этого на вход RC-фильтра 13 поступает непрерывная последовательность широтно- модулированных импульсов фиксированной амплитуды Е, среднее значение коS

выделяемое RCторой ивых фильтром 13, пропорционально величине преобразуемого кода N;

В динамическом режиме в момент времени t, происходит изменение входного кода преобразователя и разность входного N«+( и выходного N; кодов регистра 1 не равна нулю. На информационных выходах блока 7 появляется код &N N k, - N| | . Сигнал на знаковом выходе блока 7 несет информацию

NU,- NJ,

50

В момент окончания импульса с выхода триггера 6 ключ 12 размыкается, элементы И 9, 10 разблокируется и широтно-модулированные импульсы с выхода триггера 5, длительность которых пропорциональна новому значению преобразуемого кода, после нормирования по амплитуде поступают на RC-фильтр 13.

На фиг. 2q показаны сигналы на шине Пуск, на фиг. 2 - импульсы .на выходе генератора 4, на фиг.. 2о - сигналы переполнения счетчика 3 .Ши- ротно-модулированный сигнал триггера 5 приведен на фиг.21 . В момент времени t происходит изменение преобразуемого кода и изменяется состояо знаке разности Nj4,- К;, который управляет полярностью биполярного источ- ние сигналов на выходе цифрового ком- -паратора 8 (фиг.2в ) и элемента НЕ

17(фиг.2). Импульс эаема счетчика

18(фиг.2) определяет момент окончаника 11 гока. Блок 7 формирует код разности и код знака (единицу, если разност отрицательная, ноль - если разность положительная). Например,

ния импульса триггера 6 (фиг.2), Из10

15

35258л

если на первых информационных входах блока 7 будет код 1001, а на вторых 0111, то на выходах блока 23 инверторов будет-код 1000, а на выходах цифрового сумматора 24 - код 0010 (на выходе переноса - 1). На выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25 будет код 1101, на выходе блока 26 инверторов - код 0010 (т.е. разность входных кодов блока 7).

Сигнал цифрового компаратора 8 через элемент НЕ 17 производит запись в счетчик 18 кода &N и устанавливает триггер 6 в единичное состояние. Этот же сигнал через элемент ИЛИ 19 записывает в регистр 1 новое значение кода N-+, , что приводит к равенству кода на входе и выходе регистра 1 и устанавливает нулевой уровень сигнала на выходе цифрового компаратора 8. В нулевое состояние триггер 6 возвращается импульсом заема счетчика 18. Длительность импульса на выходе триггера 6 пропорциональна величине приращения кода &N. На время действия этого импульса элементы И 9, 10 закрываются, отключая RC-фильтр 13 от источника 16 опорного напряжения и общей шины, а ключ 12 замыкается. При этом биполярный источник 11 тока, заряжает (разряжает) конденсатор RC-фильтра 13 на величину A.U

20

25

30

5

0

: Кч5

0

пропорциональную величине

изменения кода, поскольку время заряда t3 пропорционально ДМ.

В момент окончания импульса с выхода триггера 6 ключ 12 размыкается, элементы И 9, 10 разблокируется и широтно-модулированные импульсы с выхода триггера 5, длительность которых пропорциональна новому значению преобразуемого кода, после нормирования по амплитуде поступают на RC-фильтр 13.

На фиг. 2q показаны сигналы на шине Пуск, на фиг. 2 - импульсы .на выходе генератора 4, на фиг.. 2о - сигналы переполнения счетчика 3 .Ши- ротно-модулированный сигнал триггера 5 приведен на фиг.21 . В момент времени t происходит изменение преобразуемого кода и изменяется состояние сигналов на выходе цифрового комния импульса триггера 6 (фиг.2), Изменение напряжения на выходе RC-филь ра 13 приведено на фит.2ц.

Быстродействие предложенного преобразователя код - напряжение повы- лается за счет того, что форсированный перезаряд конденсатора фильтра 13 производится сразу после измене-, ния преобразуемого кода, а не в начале очередного такта работы ПКН.

Формула изобретения

1. Преобразователь код - напряжение, содержащий цифровой компаратор, регистр, информационные входы которого объединены с соответствующими первыми входами блока формирования приращений кода и являются шиной входного кода, элемент совпадения, первые входы которого соответственно объединены с вторыми входами блока формирования приращений кода и подключены к выходам регистра, а вторые входы соответственно соединены с информационными выходами первого счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, вход записи является шиной Пуск, а выход переполнения подключен к S-входу первого триггера, R-вход которого соединен с выходом элемента совпадения, а выходы соответственно подключены к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых соответственно подключены к управляющим входам первого и второго ключей, информационные входы которых подключены соответственно к выходу источника опорного напряжения и к шине нулевого потенциала, а выходы соединены с первым входом RC-фильтра, выход которого является выходной шиной, и биполярный источник тока, вход которого подключен к первому выходу блока формирования приращений кода, а выход соединен с информационным входом третьего ключа, выход которого подключен к второму входу RC-фильтра, а управляющий вход объединен с вторыми входами первого и второго эле

0

5

ментов И и подключен к выходу второго триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены элемент HEJ второй счетчик импульсов и элемент ИЛИ, первьп ; вход которого является шиной Пуск, а второй вход объединен с входом записи второго счетчика и S-входом второго триггера и подключен к выходу элемента НЕ, вход которого соединен с выходом цифрового компаратора, первые входы которого являются шиной вхолного кода, а вторые входы соединены с соответствующими выходами регистра, вход записи которого подключен к выходу элемента ИЛИ, при этом счетный вход второго счетчика импульсов соединен с выходом генератора импульсов, выход подключен к R-входу второго триггера, а информационные входы соответственно подключены к вторым выходам блока формирования приращений кода.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что блок формирования приращений кода выполнен на первом и втором блоках инверторов, цифровое сумматоре и группе элементов И С КЛЮЧ ДЮЖЕ ИЛИ, первые входы которых объединены с. входом переноса цифрового сумматора, подключены к выходу переноса цифрового сумматора и являются первым выходом блока формирования приращений кода, вторыми выходами которого являются, соответствующие выходы второго блока инверторов, входы которого соответственно соединены с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, вторые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам цифрового сумматора, первые информационные входы которого являются соответствующими первыми входами блока формирования приращений кода, вторыми входами которого являются соответствующие входы первого блока инверторов, выходы л которого соответственно подключены к вторым информационным входям цифрового сумматора.

0

5

0

5

II

20

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повышение быстродействия преобразователя код - напряжение. Преобразователь код - напряжение содержит регистр, элемент совпадения, два счетчика импульсов, генератор импульсов, два триггера, блок формирования приращений кода, цифровой компаратор, два элемента И, три ключа, биполя - ный источник тока, источник опорного напряжения, RC-фильтр, элемент НЕ, шину Пуск и шигы преобразуемого кода. Поставленная гль достигается за счет организации форсированного перезаряда емкости RC-фильтра сразу после изменения преобразуемого кода. 1 з.п.ф-лы. 3 ил. а Ј

В

Ui

и

и

ж

и

и

п

и

и

фиа. г

i i

i

i

Фиг.З