Функциональный преобразователь кода в напряжении Советский патент 1977 года по МПК H03K13/02 G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В НАПРЯЖЕНИЕ выходу инвертора 4. Выходы коммутатора подключены через сумматоры 7 и 8 к выхо дам преобразователя. Работу преобразователя м ожно рассм отреть на примере формирования функций синуса и косинуса, аппроксимированных в диапазоне О - 36О восьмью линейными отрезками. Код N поступает в блок 2 управления. Старшие разряды кода N, , соэтветствующие 180°, 90 и 45°, дишифруюгся в блсже 2 управления и поступают в виде управляющих сигналов на вход коммутатора 5. Младшие разряды кода Н преобразуются в блоке 3 в напряжение. Если угол меняется в диапазоне от О до 90 и от 180 до 270°, то напряжение на выходе блока 3 изменяется линейно и прямопропорциовально величине кода младших разрядов . ЕСЛИ угол изменяется в диапазоне от 90 до 180 и от 270 до 360°, го напряжение на выходе блока 3 меняется линейно, но обратно пропорционально величине кода младших разрадов N , Это достиглется тем, что уггравление ключами блоха 3 в диапазонах 90° -180° и 270-360° осуществляется блоком 2 управления, проинвертированным кодом младших разрядов N. Инвертор 4 изменяет знак выходного напряжения блока 3. Элементом, формирующим напряжение, щэопорциональное синусу кода является сумматор 7, выполненный, например, на операцион ном усилителе с суммирующими сопротивлен ми R во входной цепи и сопротивлением Roc в цепи обратной связи. Коэффициент передачи сумматора 7 по ьвходу определяется в виде oci li Для аппроксимации участка от О до 45 выход блока 3 подключается коммутатором 5 к первому входу сумматора 7, а второй вход сумматора 7 подк -ш чается к шине нулевого потенциала. При изменении кода от О до 45° напряжение на выходе блока 3 будет изменяться от нуля вольт до опорного напря жении UQ . Так как 45° 0,707, то коэффициент передачи сумматора 7 по первому входу должен быть равен .,.. - 0,707 KfiK только код будет соответствовать 45°, младшие разряды кода обнулятся и напряжение на выходе блока 3 станет равным нулю. В то же время появится единица переноса из младших разрядов кода N... в старшие Np , которая подключит к первому входу сумматора 7 опорное напряжение f вместо сигнала с выхода блока 3, а ко второму входу вместо напряжения нулевого потенциала выход блока 3. При этом напряжение на выходе сумматора 7 будет равно 0,7070 . При изменении кода угла от 45° до 9О° с напряжением на выходе сумматора 7, равным 0,707 и , суммируется напряжение с выхода блока 3 с коэффициентом, равным :р- 0.293 При достижении значения кода 90 младшие разряды кода обнуляются, а на блок 3 с блока 2 управления подается проинвертированное значение кода младших разрядов Nwrt. Напряжение на выходе блока 3 остается максимальным и равным опорному напряжению и on . На первом входе сумматора 7 остается подкяюченнь м опорное напряжение Ijon , а при изменении кода угла от 90° до 135° напряжение на выходе блока 3, псдкяюченного ко второму входу сумматора 7, будет убывать. При воспроизведении участка от 135° до 180 к второму в.ходу сумматора 7 подключается напряжение нулевого потенциала, а к первому входу - выход блока 3. В диапазоне углов от 180 до 36О° формирование синусоидального напряжения ничем не отличается от формирования напряжения в диапазоне углов от О до 180 с той лишь разницей, что вместо сигнала с выхода блока 3 подключается сигнал с выхода инвертора 4 и меняется знак опорного напряжения на противоположный. Напряжение, пропорциональное косинусу входного кода, формируется сумматором 8. В диапазоне углов от О до 9О° на первый вход сумматора 8 подаетс;я положительное опорное нал ряжениеи . Коэффициент передачи К , т.е. при подключенных втором и третьем входах сумматора 8 к шине нулевого потенциала на выходе сумматора 8 напряжение будет равно опорному U, При изменении угла от О до 45° на ьторой вход сумматора 8 подается отрицательное напряжение с выхода инвертора 4, а на третий вход-напряжение нулевого потенциала. Коэффициент передачи по второму входу:осг ,293 После сложения положительного опорного напряжения U, приложенного к первому вх ду сумматора 8 с коэффициентом, К

с отрицательным напряжением с выхода инвертора 4 с коэффициентом . 0,293 на выходе сумматора 8 получается убывающее положительное напряжение, воспроизводящее аппроксимированную функцию косинуса в диапазоне углов от О до 45°.

При изменении угла от 45 до 90° ко второму входу подключается отрицательное опорное напряжение - ог а к третьему входу - выход инвертора 4.

Коэффициент передачи по третьему входу:

OCi

О,707

23 т

гз

В диапазоне углов от 9О до 135° к первому входу сумматора 8 подключается отрицательное опорное напряжение ко второму входу - положительное опорное напряжение 17 оп, к третьему входу выход блока 3. При этом напряжение на выходе сумматора 8:

, 0,70717,

где Уд - линейно изменяющееся напряжение с выхода блока 3.

При коде, соответствующем 90°, напряжение на выходе блока 3 равно 17 оп, а напряжение на выходе сумматора 8 равно нулю.

Выходное напряжение блока 3 при изме нении кода от 90 до 135 убывает, а напряжение на выходе сумматора 8 возраста по абсолютной величине, оставаясь отрицательным, В диапазоне углов от 135 до 180 на третий вход сумматора 8 подклю чается напряжение нулевого потенциала, а на второй вход - выход блока 3.

Формирование косинусоидальной функции в диапазоне углов от 18О до 360° отличася тем, что все переключения производят- ся в обратном порядке.

Для более точной аппроксимации синусоидальной и косинусоидальной функций весь период разбивается на 16, 32 и т.д. 2 и частей. Это приводит к небольщому усложнению коммутатора 5, блока 2 управления и добавлению к сумматорам 7 и 8 входных суммирующих сопротивлений. При этом уменшается количество о&орудования в блоке 3, так как часть младших разрядов кодаЫд д используется для управления коммутатором 5.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь кода а напряжение, содержащий последов а гель но соединенные источник входного кода, блоки управления и линейного преобразования кода в напряжение, один вход ксммутатора подключен к кстсчшгку опорного напряжения, а другой - к другому блока управления, сумматоры, инвертор; о г л и ч а ю |ц и и с я тем, что, с целью упрощения преобразователя и повышения его точности, источник опорного напряжения подключен к блоку линейного преобразования кода в напряжение, выход которого подчлючен непосредственно и через инвертор к третьему и четвертому входам коммутатора, а выходы коммутатора - к сумматорам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Шмид Г. Устройство и принцип действия преобразователей аналог-код, перевод № 4211 (7i) ГОНТИ, 1971, стр. 225227, рис. 1У.17.

2.Патент США № 3675234, класс 34О-347, 1973 г (прототип).