ДЕКОДИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК H03M1/66 

Изобретение относится к декодирующим преобразователям, предназначенным преимущественно для использования в устройствах вычислительной техники, и в частности в качестве формирователя эталонных наирялсений при построении кодирующих преобразователей..

Известны декодирующие преобразователи, построенные с использованием сетки сопротивлений с номиналами R-2R и реализующие принцип суммирования напряжений илн токов. Недостатком таких декодирующих преобразователей является требование изготовления сопротивлений сетки R-2R с высокой точностью, определяющей точностные характеристики декодирующего преобразователя в целом.

Предлагаемый декодирующий преобразователь отличается тем, что с целью повыщения точности он содержит в старших разрядах управляемые генераторы тока и аналоговые элементы памяти, причем .входы управляемых генераторов тока подключены через соответствующие аналоговые элементы памяти к выходу сравнивающего устройства, измерительный вход которого в режиме коррекции соединен с источником эталонных напрял ений. В качестве источника эталонных напряжений используется трансформатор с серией выходных обмоток с коэффициентами трансформации, соответствующими «весам разрядов декодирующего преобразователя, чем достигается коррекция преобразователя на переменном токе.

Таким образом, рещается задача построения точных декодирующих преобразователей в микроминиатюрном исполнении с низким требованием к точности изготовления отдельных компонентов (в частности, сопротивлений) и свободных от погрешностей, связанных с температурным и временным дрейфами.

Па чертеже показана схема предлагаемого декодирующего преобразователя.

Декодирующий преобразователь содержит двенадцатиразрядную сетку /, построенную на

сопротивлениях с номиналами R-2R, в узлы которой включены генераторы 2-6 токов, выходные токи которых управляются напряжениями, снимаемыми с аналоговых элементов 7-9 памяти. При этом в зависимости от точности сопротивлений сетки, токозадающих сопротивлений генераторов тока и требуемой точности декодирующего преобразователя, управляемыми будут только несколько первых генераторов тока, включенных в старщие разряды декодирующего преобразователя. Так, при погрещности сопротивлений в 1% и точности, требуемой от кодирующего преобразователя в 0,03%, управляемыми должны быть первые пять генераторов тока. Этот случай и Элементы 7-9 памяти выполняют функцию управления током соответствующих генераторов тока, а по достижении током его номинальной величины - функцию сохранения заданного значения на время между циклами коррекции., Входы элементов 7-9 через соответствующие ключи 10-12 подключены на выход сравнивающего устройства 13, причем в каждый момент времени в режиме коррекции декодирующего преобразователя замкнут только один ключ. Выходное напряжение устройства 13 является нелинейной функцией от его входных на17ряжений, поступающих на входы В и В. На вход BZ поступает выходное напряжение декодирующего преобразователя, а на вход 1 в режиме коррекции через замкнутый в ноложение а ключ 14 с генератора эталонных напряжений 15 подается эталонное наиряжение, до которого должно быть скорректировано выходное нанряжение декодирующего преобразователя. Таким образом, устройство 13 должно путем сравнения реального выходного напряжения декодирующего преобразователя и его требуемого значения, подаваемого с генератора эталонных напряжений, выявить знак разности их и, управляя соответствующим аналоговым элементом памяти в нужном направлении, свести эту разность до нуля, т. е. скорректировать амплитуду выходного напряжения декодирующего преобразователя. Аналоговые элементы памяти запоминают не амнлитуду выходного напряжения устройства 13, а, являясь по существу схемами интегратора, находят некоторое такое значение выходного напряжения, при котором выходное напряжение декодирующего преобразователя точно равно требуемому, а выходное напряжение сравнивающего устройства равно нулю. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии в режиме поразрядной коррекции декодирующего преобразователя ключ 14 замкнут в положение а, а все генераторы токов включены. В первом такте включается генератор 2 и на выходе декодирующего преобразователя дйлжно установиться выходное напряжение -f. Г) 3 требуемая максимальная величин. выходного напряжения декодирующего преобразователя; расчетное сопротивление сетки R-2R; расчетный (номинальный) ток генератора тока. Однако из-за погрешностей сопротивлений в сетке и электрических компонентов, определяющих ток генератора тока, напрял ение на выходе декодирующего преобразователя устанавливается с погрещностыо . Целью коррекции является ум еньшение этой погрешности до допустимой. Этот процесс протекает следующим образом. Корректируемое выходное напряжение декодиpyюп eгo преобразователя подается на вход BZ устройства 13. Одновременно на вход BI через ключ 14 поступает эталонное напряжение {/эт. ir. ДО которого должно быть скорректировано выходное напряжение декодирующего преобразователя. Сравнивающее устройство определяет знак разности , выдавая на выходе напряжения одной или другой полярности, причем в случае равенства напряжений U.. н f/otix выходное напряжение сравнивающего устройства также равно нулю. Выходное напряжение сравнивающего устройства через замкнутый ключ 10 управляет работой элемента 7 памяти, а через него и током генератора тока 2, доводя его до номинального значения, при котором выполняется условие -и .2 По достижении этого условия выходное напряжение сравнивающего устройства становится равным нулю, а элемент памяти 7 фиксирует (сохраняет) определенное напряжение, при котором ток генератора 2 равен номинальному. Н этом заканчивается автоматическая настройка старшего разряда декодирующего преобразователя и производятся соответствующие переключения для настройки следующего разряда. Генератор эталонных напряжений должен генерировать напряжение с точностью не меньшей, чем требуемая точность декодирующего преобразователя. В данной схеме предлагается построение генератора эталонного напряжения на переменном токе (50-500 гц на трансформаторе с одной первичной и несколькими вторичными обмотками, причем коэффициенты трансформации между первичной и вторичными оботками устанавливаются следующими; Кю I, Кп - 12 - , . ; м-, . . . (г О, 1,2,..., т): Такое построение генератора эталонных наряжений, отличаясь простотой, позволяет поучить ряд эталонных напряжений переменного тока - (где i - О, 1, 2...), а специфиеские условия работы трансформатора, кога сопротивление нагрузки «со, значительно блегчают получение точности генерируемых апряжений порядка 0,1-0,01%.

Более того, применение компенсационного метода настройки преобразователя, когда генератор эталонных напряжений и декодирующий преобразователь питаются от одного общего для них источника переменного напряжения, позволяет избавиться от фазовых погрешпостей и не требует эталонного Источника питания.

Применение генератора эталонных напряжений, построенного на трансформаторе, предполагает, что поразрядная коррекция производится на переменном токе. Однако, это не ограничивает применения описанного декодирующего преобразователя только в кодирующих преобразователях амплитуды напряжения переменного тока в код или в универсальных по роду тока кодирующих преобразователях, так как настроенный на переменном токе декодирующий преобразователь сохраняет свои свойства при питании его постоянным напряжением; важно лищь сохранить компенсационный принцип преобразования.

Предмет изобретения

1. Декодирующий преобразователь, содержащий генераторы тока, сетку резисторов R-2R и сравнивающее устройство, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, он содержит в старщих разрядах управляемые 1енераторы тока и аналоговые элементы памяти, причем входы управляемых генераторов тока подключены через соответствующие аналоговые элементы памяти к выходу сравнивающего устройства, измерительный вход которого в режиме коррекции соединен с источником эталонных напряжений.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью коррекции преобразователя на переменном токе, в качестве источника эталонных напряжений используется трансформатор с серией выходных обмоток с коэффициентами трансформации, соответствующими «весам разрядов декодирующего преобразователя.