Цифро-аналоговый преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

(54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известен цифроаналоговый преобразователь, содержащий устройство для суммирования эталонных величин, пропорциональных весам разрядов кода, выход которого является выходом цифроаналогового преобразовател и множество ключевых элементов, управляющих включением соответствующих эталонных величин и подключенных своими выходами к соответствуняцим входам устройства для суммирования эталонных величин/ а выхо которых являются входами цифроанало гового преобразователя 1.

Однако функциональные возможности устройства ограничены.

Известен также цифроаналоговый преобразователь, содержащий устройсво для суммирования эталонных величин, размеры которых пропорциональны весам разрядов кода, - -и из которых равен сумме весов 6-1-го и -р-1-го разрядов,ключевые элементы по числу разрядов кода, выходы которых соединены с соответствующими входами устройства для суммирования эталонных величин t2.

Однако устройство имеет сложный метрологический контроль и узкий функциональный диапазон работы.

Цель изобретения - упрощение метрологического контроля и расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в цифроаналоговый преобразователь, содержащий устройство для cyMzvoipoBaHHH эталонных величин, ключевые элементы, введено устройство для развертки кода, выходы которого соединены со входами соответствующи ключевых элементов, а размеры эталонных величин в устройстве для суммирования этгшонных величин выбраны пропорциональными степеням золотой р-пропорции, являющейся положительным корнем уравнения

,

- X - 1 О,

где р - заданное натуральное число; устройство для развертки кода содержит функционгшьные ячейки по числу разрядов кода, - -я из которых, соответствующая i-му разряду кода, предназначена для развертки t -го единичного разряда в -1.-й и -р-1-й нулевые разряды кода, триггер, единичный выход которого является t -м выходом устройства для развертки кода, элемент ИЛИ, первый вход которого является -t -м информационным входом устройства для развертки кода а выход которого соединен с ёдиничным входом триггера, элемент И, содержащий р+3 входа, выход которого соединен с нулевым входом триггера, а первый вход - с единичным выходом триггера, вторые входы элементов И всех функциональных ячеек, начиная с функциональной ячейки, соответствующей р+1-му разряду кода, соединены вместе и являются управляющим входом устройства для развертки кода, входы от третьего до р+З-го элемента И -&-й функциональной ячейки, начиная с функциональной ячейки, соответствующей р+1-му разряду кода, соединены соответственно с нулевыми выходами триггеров функциональных ячеек от -1-й до Н -р-1-й, вторые и третьи входы элемента ИЛИ функционально ячейки соединены соответственно с выходами элементов И t+1-я и , + р+1-й функциональных ячеек, а элементы И функциональных ячеек от О до р не используются.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Цифроаналоговый преобразователь содержит устройство 1 для суммирования эталонных величин, размеры которых выбраны пропорциональными степеням золотой р-пропорции, выходная шина 2 устройства 1 является выходом с которого снимается аналоговая величина, соответствующая коду, в состав .устройства входят также ключевые элементы 3, выходы которых соединены со входами устройства 1, устройство 4 для развертки кода, соединенное своими выходами со входами соответствующих ключевых элементов 3, входные шины 5 устройства 4 являются входами, на которые поступает код, подлежащий цифроаналоговому преобразованию, а на его входную шину б поступает сигнал свёртки кода, устройство 4 для свертки кода содержит функциональные ячейки 7, -я из которых, соответствующая -му разряду кода, предназначена для развертки t-ro единичного разряда в й-1-й и С-|э-1-й нулевые разряды кода, каждая функциональная ячейка 7 содержит триггер 8, единичный выход 9 которого является t-м выходом устройств для развертки кода, соединенным со входом -Й- -го ключевого элемента 3, функциональная ячейка 7 содержит элемент ИЛИ 10, первый вход которого является &-М информационным входом 5 устройства для развертки кода, а выход которого соединен с единичным входом 11 триггера 8, в состав функциональной ячейки 7 входит элемент И 12, содержащий р+3 входа.

выход 13 которого соединен с нулевым входом триггера 8, а первый вход соединен с единичным выходом 9 триггера 8, вторые входы элементов И 12, всех функциональных ячеек 7, начиная с функциональной ячейки 7, соответствукяцей р+1-му разряду кода соединены вместе и являются управляющим входом устройства 4, входы от третьего до р+З-го элемента И 12 -fi функциональной ячейки 7, начина с ячейки, соответствующей р+1-му разряду кода, соединены соответствено с нулевыми выходами 14 триггеров 8 функциональных ячеек 7 от -1-й до - -р-1-й, вторые и третьл входы элементов ИЛИ 10 -й функциональной ячейки соединены соответственно с выходами 13 элементов И 12 +1-й функциональной ячейки 7, элементы И 12 функциональных ячеек 7 от О до р не используются.

Устройство работает следующим образом.

Код, подлежащий преобразованию в аналоговую величину, поступает на входы 5 в виде двоичной комбинации электрических импульсов, которые через элементы ИЛИ 10 и единичные входы 11 триггеров 8 приводят к переходу соответствующих триггеров 8 в единичное состояние, что приводит через выходы 9 триггеров 8 и ключевые элементы 3 к подключению соответствующих эталонных величин в устройстве 1., В результате этого на выходе 2 устройства 1 появляется аналоговая величина, соответствующая заданному коду. Так как размеры эталонных величин в устройстве 1 выбраны пропорциональными степеням золотой р-пропорции

(У°(У п/ п/

«Р1«рг(,а-р,.-- о , то благодаря этому и обеспечивается

возможность преобразования золотого, р-кода в аналоговую величину. Если в Цифроаналоговый преобразователь ввести дополнительные эталонные величины, размеры которыЗс соответствуют отрицательным степеням золотой р-пропорции

,..

и т.д., то с помощью такого ЦАП можно преобразовать в аналоговую величину любое натуральное число.

В режиме метрологического контроля на входы 5 устройства поступае код, соответствующий контролируемой эталонной величине,, при этом триггер 8 функциональной ячейки 7 старшего разряда переходит в единичное состояние, в результате чего на выходе 2 устройства формируется аналоговая величина, а на первом входе 9 элемента И формируется разрешающий потенциал.

Вначале осуществляют метрологический контроль размера эталонной величины седьмого разряда, для чего

с помощью нуль-органа высокой чувствительности сравнивают выходную аналоговую величину, соответствующую 0 J , с внешней .эталонной величиной, соответствующей 0

После этого осуществляется метро логический контроль соотношения меж эталонными величинами. Для этого на входную шину 6 подают сигнал развертки кода, представляющий собо

короткий импульс, длительность которого равна длительности переход,ного процесса в элементе и 12. Этот импульс приводит к появлению единичного сигнала на выходе 13 элемента И 12 функциональной ячейки 7 старшего разряда, что приводит к перебросу триггера 8 функциональной ячейки 7 старшего разряда в нулевое состояние, а через элементы ИЛИ 10 функциональных ячеек 7 двух предыдущих разрядов это приводит к переб росу триггера 8 функциональных ячее 7 двух предыдущих разрядов в единичное состояние, т.е. устройство 4 переходит в новое состояние.

в этом состоянии проверяют еще раз постоянство аналоговой величины на выходе устройства.

В таком состоянии устройства 4 на первом, третьем и четвертом входах элемента И пятого разряда появятся разрешающие потенциалы.- После подачи на BxojECHyro шину б следующего импульса устройство 4 перейдет в новое состояние, а после подачи на входную шину 6 третьего импульса оно перейдет в последнее состояние,при этом после каждого импульса проверяют постоянство аналоговой величины на выходе устройства. Так как на каждом шаге метрологического контроля сравнивают размер эталонных величин трех соседних разрядов (-го , f-l-ro и -2-го), то при несоответствии устройства метрологическим характеристикам это позволяет легко установить причину этого несоответствия с точностью до трех разрядов.

Метрологический контроль такого ЦАП может быть также осуществлен с помощью высокочувствительного осциллографа, ввщеляющего переменную составляющую и подключенного к выходу устройства. Для этого достаточно многократно подавать на входы ЦАП один и тот же код и после каждой записи кода с помощью сигналов развертки кода осуществлять развертку кода. При этом о соответствии устройства метрологическим характеристикам можно судить по амплитуде переменной составляющей на экране осциллографа.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Галау В.Г., Бражкевич В,В. и Стахов А.П. Преобразователь код напряжение для t , К, S алгоритмов. Известия вузов СССР, Приборострое ние. 1975,т. XVIII, вып.4 (прототип) .