Синусно-косинусный цифро-аналоговый преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/22 

(54) СЙНУСНО-КОСИНУСНЫЙ ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к аналогоцифровой вычислительной технике.

Известен синусно-косинусный цифроаналоговый преобразователь, содержаший генератор, триггер, коммутатор, 5 элемент. И, счетчик и фазовые детекторы, обладает достаточно высокой статической точностью преобразования, однако имеет низкое быстродействие из-за необходимости усреднения выход- 0 ных напряжений, имеющих фиксированную амплитуду, определяемую амплитудой колебаний генератора Ц.

Известен iaifже синусно-косинуснай цифроаналоговый : преобразователь,, со- t5 держащий последовательно соединенные линейной цифроаналоговый преобразователь, коммутатор сумматоры, блок выбора октанта и знака и осуществляющий кусочно-линейную аппроксимацию 20 синусоиды и косинусоиды 2,

Однако при небольшом числе участков аппроксимации этот преобразователь имеет низкую точность преобразования, а увеличение числа участков 25 приводит к его значительному услож.неник).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сииусно-косинусный цифроаналоговый 3(1

преобразователь, содержащий цифровой управляемый резистор, цифровой вход которого являeтqя цифровым входом преобразователя, два операционных усилителя с резисторами обратной связи ,и мабштабные резисторы, вход первого операционногоусилителя, через первый масштабный резистор соединен с первыми выходами ключей цифрового управляемого резистора, вторые выходы ключей последнего через второй масштабный резистор подключены к входу второго операционного усилителя, объединенные выводы разрядных резисторов цифровогЬ управляемого резистора являются аналоговым входом преобразователя, а их свободные выводы подключены ко входам ключей цифрового управляемого резистора, вы- ходы операционных усилителей являются выходами преобразователя.

Этот преобразователь гшпроксимирует синусную и косинусную функции рациональньвии дробями, являющимися отношениями полиномов первого порядка, а максимальная методическя погрешность приближения составляет 3,33 % 3J.

Недостаток изобретения - низкая, точность преобразователя.

Цель изобретения - повышение точнести преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что синусно-косинусный цифроаналоговьй преобразователь, содержащий п разрядных резисторов, п двухпозиционных ключей, .управляющие вхбды которых являются разрядными входами преобразователя, первый и второ операционные усилители, выходы которых являются выходами преобразовател первый масштабный резистор, включенный между входом первого опер ционного усилителя и первыми выходами двухпозиционйых ключей цифрового управляемого резистора, вторые выходы которых через второй масштабный резистор подключены к входу второго операционного усилителя, информационные входы двухпозиционных ключей соединены с первыми выводами разрядных резисторов цифрового управляемого резистора, первый и второй резистры обратной связи, включенные, соответственно, между входом и выходом первого и второго операционных усилителей, дополнительно содержит сумматор, первый и второй входы кото рого соединены с выходами первого и BTopofb Операционных усилителей, соответственно, третий вход сумматора является, аналоговым входом преобрзователя, выход сумматора подключен к свободным выводам разрядных резисторов .

На чертеже приведена функциональная схема синусно-косинусного цифроаналогового преобразователя.

Преобразователь содержит сумматор 1, п разрядные резисторы 2, 22..., 2f, п двухпозиционные ключи и 3, , 3,.../ Зп первый и второй операционные усилители 4 и 5, первый и второй резисторы б и 7 обратной связи, первый и второй масштабные резисторы 8,9.

Преобразователь работает следующим образом.

Входное напряжение Up,, поступает на третий вход сумматора 1, где суШйруетсй с первым и BtopisM выходными напряжениями устройства в соответствии с выражением л г,: « ,

ч ,jUBb,«+K,Uex, где и, - выходное напряжение сумматора 1; К К , К: - масштабные коэффициенты первого, второго и третьего входов сумматора 1; первое и второе выходные напряжения преобразователя

Выходнце напряжения преобразоваг тёЛя сВязаны с вьЬсОдным напряжением сумматора 1 следующими зависимостями

YaYj/N .x.-t.iNlUi..

)

lBbUi-i2l U,,f,lN).iqp

где Y, Yj - проводимости-резисторов 6 и 7 обратной связи Yg, Y - проводимости масштабных резисторов 8 и 9; Y, - весовая проводимость разрядного резистора N - входной код, в диапазоне изменения входного кода

О N | 1,

коэффициенты передачи устройства равны

и

)

0ЫХ.-)

вХ ))

и

Jeыx2 3fiU)

UBX (Н)+К,(мГ Эти выражения являются рациональн ми дробями, представляющие собой отношения полиномов второго порядка. Расчет на ЦВМ показал, что они аппроксимируют функции

Z, (N) А sin|- N,

Zg(ti) В cos |- N,

с методической погрешностью не более 0,16% в диапазонеИзменения аргумента

О ; N :й 1, где А,В - масштабные коэффициенты.

Абсолютная величина и знак масшта них коэффициентов/определяются величиной и знаком масштабного коэффициента третьего входа сумматора 1 и проводимостями резисторов 6 и 7 обратной снязи.

Технико-экономическая эффективность устройства заключается в повышении точности преобразователя при сохранении-высокого быстродействия, которым обладают безинерционные цифраналоговЕле преобразователи Эффект достигается введением сумматора и обратных связей с выходов устройства на ВхОЛй сумматора, что повышае порядок аппроксимируклдих функций и уменьшает ЛтетОдическую, погрешность приближения.

Формула изобретения

Синусно-косинусный цифроаналоговый преобразователь ,йодержащий п .разрядньЬс l iBSHCtopoB,n двухпозиционных ключей, управляймие входы которы являются разрядными входами преобразователя, первый и второй операционнь1ё усилители, выходы которых являются выходами преобразователя, первый масштабный резистор, включенный между Входом первого операцйОнногО усилителя и первыми выходами д в jot позиционных ключей, вторые ВиЬсОды кбгЬрах через второй масштаб.ны11 резистор подключены к входу второго операционного усгиЛитвля, информацйонные входы двухпозиционкьос ключейсоединены с первыми выводгши разрядных резисторов, первый и второй резисторы обратной связи, включенные, соответственно, между входом и выходом первого и второго операционных усилителей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит сумматор, первый и второй входы корого соединены с выходами первого щ второго операционных усилителей Соответственно, третий вход сумматора является аналоговым входом преобразователя, выход сумматора

подключен к свободным выводам разряд HEJX резисторов.

Источникиинформации/ принятые во внимание при экспертиз1. Авторское свидетельство СССР N 452920, кл. Н 03 К 13/02, 1974.

3.Заявка ФРГ № 2741454,КЛ. G 06 G 7/26, опублик. 1978 (прототип).