Преобразователь фазоимпульсного кода в напряжение Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

1

Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной, а также измерительной технике, а именно к технике преобразования формы информации, и может быть использовано в различных приборах, работающих в фазоимпульсном коде с любым основанием.

Известно устройство для преобразования кода в напряжение путем промежуточного преобразования кода во временной интервал и усреднения последнего, содержащее блок преобразования кода во временной интервал, выходом соединенный с управляющим входом ключа, второй вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, а выход ключа соединен со входом выходного усредняющего устройства 1.

Однако это устройство имеет низкое быстродействие.

Известен другой преобразователь, являющийся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению, в котором осуществляется параллельное преобразование разрядов кода во временные интервалы, усреднение последних и суммирование выходных напряжений усредняющих устройств. Этот преобразователь содержит блоки (хронотроны) для запоминания и преобразования фазоимпульсиого кода в щиротноимпульсный, входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, усредняющие блоки (интеграторы) и электронные ключи, 5 первые входы которых подключены к источнику эталонного напряжения, а выходы- к входам усредняющих устройств 2. Недостатком этого устройства является его слол ность, так как в нем использовано

10 большое количество аналоговых элементов (п ключей, п интеграторов и п весовых резисторов) , поэтому в результате неидеальности параметров используемых аналоговых элементов и разброса этих параметров

15 точность преобразования и стабильность параметров устройства невысоки.

Целью изобретения является повыщение точности преобразования и стабильности параметров преобразователя.

20 Это достигается тем, что в преобразователь фазоимпульсного кода в напряжение, содержащий блок для запоминания и преобразования фазоимпульсного кода в щиротноимпульсный, состоящий, например,

25 из л-разрядного регистра и п R-S-триггеров, S-входы которых соответственно подключены к выходам регистра, тактовый вход последнего соединен с выходом генератора тактовых импульсов, усредняющий

30 блок и ключ, первый вход которого подключей к источнику эталоииого напряжения, а выход - ко входу усредняющего блока, введены п делителей частоты, л-каиальаый распределитель уровней, (я-1) D-триггеров, две груипы элементов И и элемент ИЛР1, причем все делители частоты и /г-канальный распределитель уровней соединены последовательно, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом иерворо делителя частоты, выход которого подключен к R-входу R-S-трнггера стар1иего разряда н к С-входам D-триггеров, выходы последующих делителей соединены соответственно с R-входами R-S-триггеров младших разрядов и D-входами D-триггеров, выходы которых соответственно подключены к первым входам элементов И первой группы, вторые входы последних соединены с выходами соответствующих R-S-трнггеров младших разрядов, выход R-S-триггера старшего разряда и выходы элементов И первой группы подключены соответственно к первым входам элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами п-канального распределителя уровней, а в)1ходы элементов И второй групиы подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом ключа.

На фиг. 1 представлепа струг турная схема устройства на прпмере трехразрядного преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Преобразователь фазоимиульсного кода (в частности, десятичного) в напряжение содержит блок 1 для запоминания и преобразования фазоимиульсного кода в широтиоимпульсиый код, состоящий из трехразрядиого регистра 2 и R-S-триггеров 3, 4 и 5, S-входы которых соответственно подключены к выходам регистра. Тактовый вход последнего соединен с выходом генератора 6 тактовых импульсов. Кроме того, преобразователь содержит усредняющий блок 7 (наиример, интегратор) и ключ 8, первый вход которого подключен к источнику эталонного наиряжения 9, а выход - к усредняющему блоку 7.

В преобразователь введены три делителя частоты 10, 11 и 12 и трехканальный распределитель уровней 13, два D-трнггера 14 и 15, первая группа элементов И 16 и 17, вторая группа элементов И 18, 19 и 20, а также элемент ИЛИ 21. Все делители частоты 10, И и 12 и трехканальиый распределитель уровней 13 соединены последовательно. Выход генератора 6 соединен со входом первого делителя частоты 10, выход которого подключен к R-входу R-S-триггера 3 старшего разряда и к С-входам D-триггеров 14 и 15. Выходы последующих делителей И и 12 соединены соответственно с R-входами R-S-триггеров 4 и 5 младших разрядов н D-входами D-триггеров 14 п 15. Выходы последиих соответственно иодключены к первым входам элемептов И первой группы 16 и 17, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих R-S-триггеров 4 н 5 младших разрядов. Выход R-S-триггера 3 старшего разряда и выходы элементов И нервой группы 16 и 17 иодключены соответственно к первым входам элементов И второй грунны 18, 19 и 20, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами трехканальногр распределителя уровней 13. Выходы элементов И второй группы 18, 19 и 20 подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 21, выход которого соединен со вторым управляющим входом ключа 8.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 6 вырабатывает последовательность импульсов а (см. фиг. 2) с частотой /т, которые подаются на трехразрядиый регистр 2 и первый делитель 10, с выхода которого опорные имиульсы Ci с частотой fo fT/IO подаются на R-вход триггера 3, на S-вход которого иоступают импульсы fei с выхода старшего разряда регистра 2. R-S-триггер 3 формирует широтноимпульсные последовательности /ь длительность импульсов которых пропорциональна записанной цифре в старшем разряде регистра 2, так как фазовый сдвиг имиульсов bi относительно импульсов опорной последовательности Ci с частотой /о определяется цифрой старшего разряда регистра 2. С выходов младших разрядов последнего на S-входы R-S-триггеров 4 и 5 поступают импульсы bz и Ь, на R-входы которых подаются имиульсы Са и Сз с частотами /0/10; о/ЮО с выходов делителей Пи 12. R-S-триггеры 4 и 5 формируют последовательности /2 и 3, длительиости импульсов которых пропорциональны дополнительному коду цифр младших разрядов.

Эти последовательности поступают на вторые входы элементов И первой группы 16 и 17, на первые входы которых подаются полол ительные импульсы р и pz. Последние формируются соответствующими

D-трнггерами 14 и 15, на тактовые С-входы которых поступают опорные импульсы Сь а на D-входы - импульсы Са и Сз с выходов соответствующих делителей частоты 11 и 12. Элементы И первой группы 16 и 17

формируют широтноимпульсные последовательности TI и Г2 с частотами /о/Ю и /0/100, длительность импульсов которых пропорциональна прямому коду цифр, записанных в младших разрядах регистра 2.

Широтноимпульсные последовательности /1 с выхода R-S-триггера 3 и Гь rz с выходов элементов И 16 и 17 подаются на первые входы соответствующих элементов И второй группы 18, 19 и 20, на вторые входы

которых поступают неперекрывающиеся

строб-импульсы mi, т, гпз (длительность которых равна или кратна длительности импульсов младшего разряда) с соответствующих выходов трехканального распределителя уровней 13, обеспечивающнх поочередное прохождение широтной мпульсных последовательностей через элементы И второй группы 18, 19 и 20. С выходов последних на входы элемента ИЛИ 21 поступают распределенные во времени неперекрываюшиеся широтноимпульсные последовательности Sb S2, 83. Элемент ИЛИ 21 формирует единую промежуточную последовательность импульсов Wj период которой равен сумме периодов неперекрывающихся широтноимпульсных последовательностей Sj, S2, 53. Импульсы W поступают на управляющий вход ключа 8, осуществляя подключение источника эталонного напряжения 9 к интегратору 7 на время воздействия каждого импульса.

Выходное напряжение интегратора является аналогом исходного числа, записанного в регистре.

В таком преобразователе обеспечивается повышение точности и стабильности параметров за счет исключения весовых резисторов и уменьшения количества аналоговых элементов - ключей и интеграторов.

Уменьшение количества используемых аналоговых элементов не только снижает погрешность преобразования и повышает стабильность параметров, но также увеличивает надежность устройства в целом.

Формула изобретения

Преобразователь фазоимпульсного кода в напряжение, содержащий блок для запоминания и преобразования фазоимпульсного кода в широтноимпульсный, состоящий, например, из л-разрядного регистра и я R-S-триггеров, S-входы которых соответственно пОлТ,ключены к выходам регистра.

тактовый вход последнего соедпнен с выходом генератора тактовых импульсов, усредняющий блок и ключ, первый вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, а выход - ко входу усредняющего блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и стабильности параметров, в него введены п делителей частоты, п-канальный распределитель уровней, (л-1) D-триггеров, две группы элементов И и элемент ИЛИ, причем все делители частоты п п-канальный распределитель уровней соединены последовательно, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом первого делителя частоты, выход которого подключен к R-входу R-S-трпггера старщего разряда и к С-входам D-триггеров, выходы последующих делителей соединены соответственно с

R-входами R-S-триггеров младших разрядов и D-входами Э-триггеров, выходы которых соответственно подключены к первым входам элементов И первой группы, вторые входы последних соединены с выходами соответствующих R-S-трпггеров младщих разрядов, выход R-S-триггера старшего разряда и выходы элементов И первой группы подключены соответственно к первым входам элементов И второй группы,

вторые входы которых соедпнены с соответствующими выходами «-канального распределителя уровней, а выходы элементов И второй группы подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен со

вторым входом ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Клебанский Р. Б. Преобразователи кода в наиряжение. - М.: Энергия, 1973, с.31,

рис. 1 -14.

2.Авторское свидетельство СССР № 163437, кл. Н ОЗК 13/14, 22.06.60 (прототип).