Цифро-аналоговый преобразователь Советский патент 1980 года по МПК H03K13/02 

(54) ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности, к устройствам для ослабления постоянных « переменных напряжений с цифровым управлением.

Устройство может быть использовано для преобразования кода в напряжение с экспоненциальной функцией преобразования.

Известен цифро-аналоговый преобразователь, содержащий делители напряжения и переключатели 1.

Недостатки этого преобразователя - незначительный динамический диапазон преобразуемых напряжений и его низкая точность, обусловленная влиянием сопротивлений переключателей.

Известен цифро-аналоговьш преобразователь, содержащий п каскадов последовательно соединенных трупп звеньев затухания и электронных переключателей, у правляющие входы которых через дешифраторы соединены с регистром данных 2.

Недостатки преобразователя - значительные погрешности, вносимые электронными ключами, особенно при малых затуханиях (когда коэффициент передачи близок к единице), и малый динамический диапазон выходного сигнала, обусловленный

влиянием последующих разрядов делителя на предыдущий.

Целью изобретения является повышение точности и расширение динамического диапазона изменения выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в цифро-аналоговый преобразователь, содержащий п каскадов последовательно соединенных групп звеньев затухания и элек10тронных переключателей, управляющие входы которых через дешифраторы соединены с регистром данных, введены повторители, ключ и элемент совпадения, причем вход каждого повторителя напряжения

15 подключен к выходу соответствующего электронного переключателя, а выход соединен со входом последующей группы звеньев затухания, сигнальный вход ключа соединен с выходом электронного переклю20чателя первого каскада, выход ключа соединен со входом повторителя напряжения последнего каскада, входы элемента совпадения подключены к первым выходам дещифрат,оров, выход элемента совпадения

25 соединен с управляющим входом ключа.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого цифро-аналогового преобразователя.

Устройство содержит п каскадов (на

30 чертеже представлен преобразователь для

случая четырехразрядного цифрового кода). Каждый .каскад включает группу звеньев затухания 1, электронные переключатели 2, повторители напряжения на операционных усилителях 3, дешифраторы с узлами управления 4. Кроме того, устройство содержит регистр данных 5, ключ 6 « элемент совпадения 7.

Выходы регистра данных 5 подключены к дешифраторам 4, выходы которых подсоединены к управляющим входам соответствующих электронных переключателей 2. Каждый повторитель напряжения 3 включен между выходом каждого электр;0нного переключателя 2 и входом последующей группы звеньев затухания 1. Сигнальный вход ключа 6 подключен к выходу электронного переключателя 2 первого каскада, сигнальный выход ключа 6 подсоединен ко входу повторителя напряжения 3 последнего каскада. Выход элемента совпадения 7 подключен к управляющему входу ключа 6, а входы элемента совпадения 7 подключены к первым выходам дещифраторов 4.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Цифровой «од поступает в регистр данных 5 и с помощью дешифраторов 4 управляет состоянием электронных переключателей 2. В соответствии с этим в преобразователе оказывается включенным то или иное количество «аскадов. Влияние входного сопротивления звеньев зат)хания втор.ого каскада на ослабление сигнала звеньями затухания первого каскада исключается благодаря использованию повторителей напряжения 3, которые имеют коэффициент передачи, близкой единице С/С 1 с погрешностью не более 10), входное сопротивление повторителя напряжения около 10 МОм. Использование повторителей напряжения, кроме того, существенно ослабляет влияние сопротивления контактов электронных переключателей.

При поступлении в регистр данных 5 цифрового кода, соответствующего нулевому затуханию, под действием сигнала с первых выходов всех дещифраторов срабатыва-ет элемент совпадения 7 и приводит к замыканию ключа 6. При этом сигнал со входа преобразователя проходит первый электронный переключатель и через ключ 6 поступает на вход последнего повторителя напряжения и далее на выход преобразователя. Этим исключается влияние сопротивления контактов электронных переключателей последующих каскадов.

Функция преобразования устройства имеет вид:

и, и,1-

где /о - опорное напряжение, поданное на вход преобразователя;

Ux - напряжение на выходе преобразователя;X - число, записанное в регистр

данных.

Предлагаемый преобразователь состоит из л каскадов, последовательно соединенных. В первом каскаде установлены звенья затухания 1 с малым затуханием, например,

0,1 дБ каждое. Тогда в зависимости от положения переключателя этот каскад обеспечивает затухание О, 0,1, 0,2 или 0,3 дБ. В следующем каскаде следует установить звенья с затуханием каждое 0,4 дБ, а с

помощью переключателя можно получить значения затухания 0; 0,4; 0,8; 1,2 дБ. Совместное действие двух первых каскадов позволит изменять затухание от О до 1,5 дБ. Третий каскад содержит звенья по 1,6 дБ

и обеспечивает с помощью переключателя затухание 0; 1,6; 3,2; 4,8 дБ и т. д. Преобразователь, состоящий из пяти рассмотренных каскадов, обеспечивает изменение затухания от О до 102,3 дБ.

Использование предлагаемого устройства возможно в логарифмических измерителях уровня напряжения, в системах программного регулирования затухания, например, при автоматических измерениях затухания четырехполюсников.

Ф 10 р м у л а изобретения

Цифро-аналоговый преобразователь, содержащий п каскадов последовательно соединенных групп звеньев затухания и электронных переключателей, управляющие входы которых через дещифраторы соединены с регистром данных, отличающийс я теМ, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона изменения выходного сигнала, введены повторители, ключ и элемент совпадения, причем вход каждого повторителя напряжения подключен к выходу соответствующего электронного переключателя, а выход соединен со входом последующей группы звеньев затухания, сигнальный вход ключа

соединен с выходом электронного переключателя первого каскада, выход ключа соединен со входом повторителя напряжения последнего каскада, входы элемента совпадения подключены к первым выходам

дещифраторов, выход элемента совпадения соединен с управляющим входом ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 474933, кл. Ц 03 К 13/04, 13.01.73.

2. Авторское свидетельство СССР Яо 330536, кл. Н 03 К 13/22,, 21.05.69 (прототип) .

Uo

±