Устройство для цифроаналогового пре-ОбРАзОВАНия Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОАНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах автоматического управления и устройствах цифроаналогового преобразования.

Известно устройство для цифроаналогового преобразования, построенное на основе электромеханического привода. В этом уст ройстве преобразуемый код сравнивается с кодом преобразователя вал-код, установленным на выходном валу устройства. На выходном валу устройства установлен вращающийся трансформатор ВТ, с выходной обмотки которого снимаются требуемые напряжения 1.

Наиболее близкой к предлагаемому является цифровая следящая система, содержащая два преобразователя код-напряжение, два устройства сравнения и формирования си/нала разности, два формирователя сигнала управления, два формирователя переменного напряжения, коммутатор и устройство управления. В известной системе на вход устройства сравнения и формирования сигнала разности поступают разные по виду напряжения: постоянное с выхода преобразователя код-напряжение и переменное с ыхода формирователя переменного напряжения. Для сравнения двух разных по виду напряжений необходим преобразователь, преобразующий одно из напряжений J к виду другого. Данная система предназначена для использования в системах связи с электронными цифровыми мащинами и в системах преобразования информации из цифровой в аналоговую форму. В этой системе сформированные коды, пропорциональные синусу и косинусу угла, преобразуются в переменные напряжения с помощью электронных схем 2.

Однако преобразователь в известной системе имеет погрещность, которая суммируется с погрещностью системы.

Цель изобретения - повыщение точности устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство для цифроаналогового преобразования, содержащее блок опорных напряжений, формирователь кодов синуса и косинуса угла, информационные выходы которого подключены к двум цепям, каждая из которых содержит последовательно соединенный преобразователь код-напряжение, устройства сравнения и формирования сигнала разности и формирователи уровня и фазы переменного, напряжения с запоминанием, дополнительно введены два формирователя сигнала управления знаком преобразователя код-напряжение, причем первый и второй входы формирователей сигнала управления знаком преобразователя код-напряжение подключены соответственно к знаковому выходу формирователя кодов синуса и косинуса угла и к выходу блока опорных напряжений, а выход - к знаковому входу преобразователя код-напряжение, третий вход устройства сравнения и формирования сигнала разности подключен к выходу блока опорных напряжений, что позволяет согласовать напряжения по виду без дополнительного преобразователя.

При этом формирователь сигнала управления знаком содержит три элемента И-НЕ и элемент ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом формирователя, первый и второй входы которого подключены к соответствующим входам первого элемента И-НЕ и к первым входам второго и третьего элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с выходом первого элемента И-НЕ, выходы - со входами элемента ИЛИ-НЕ.

С целью расширения функциональных возможностей, а именно возможностей преобразования кода не только в переменные напряжения, но и в постоянные, в него введены два коммутатора и блок формирователей уровня и знака постоянного напряжения с.запоминанием и формирователь команд управления, вь1ходы которого подключены ко входам формирователя кодов синуса и ко- синуса угла, блока опорных напряжений и входам коммутаторов, через которые выход и второй вход устройства сравнения и формирования сигнала разности подключены соответственно ко входу и выходу одного из формирователей уровня и фазы переменного напряжения с запоминанием, а выходы и входы формирователей уровня и знака постоянного напряжения с запоминанием подключены ко входам и выходам одного из коммутаторов.

Управление фазой выходного напряжения формирователей уровня и фазы переменного напряжения с запоминанием осуществляется формирователями сигнала управления знаком иреобразователя код-напряжение, который меняет знак выходного

пряжения преобразователей код-напряжение в зависимости от знака кода и знака опорного напряжения в данный момент времени. Таким образом, на входе устройства сравнения и формирования сигнала разности имеются одинаковые по виду напряжения (переменные). Сигнал разности также является переменным напряжением. В связи с тем, что формирователи уровня и фазы

переменного напряжения управляются напряжением постоянного тока, необходимо осуществить преобразование сигнала разности из переменного напряжения в постоянное. Для этого на выходе устройства сравнения и формирования сигнала разности используют преобразователи напряжения из переменного в постоянное, управление которым осуществляется опорным напряжением с блока опорных напряжений.

Ввиду того, что этот преобразователь установлен в цепи управления по ошибке, а не в измерительной цепи, вносимые им погрешности не влияют на точность сформированного выходного напряжения.

На фиг. 1 приведена схема устройства для цифроаналогового преобразования; на фиг. 2 - схема формирователя сигнала управления знаком преобразователя код-напряжение.

Устройство содержит формирователь 1 кодов синуса и косинуса угла, блок 2 опорных напряжений, преобразователи 3 и 4 код-напряжение, устройства 5 и 6 сравнения и формирования сигнала разности, коммутаторы 7 и 8, формирователи 9 и 10 уровня и фазы переменного напряжения с запоминанием, формирователь 11 команд управления, формирователи 12 и 13 сигнала управления знаком преобразователя код- напряжение, блок 14 формирователей уровня и знака постоянного напряжения.

Устройство для цифроаналогового преобразования работает следующим образом.

Формирователь 1 кодов синуса и косинуса угла формирует коды синуса и косинуса задаваемых углов. Код синуса поступает на преобразователь 3 код-напряжение, а код косинуса - на преобразователь 4 код- напряжение. Преобразователи 3 и 4 преобразуют коды, поступающие на их входы, в напряжения, которые поступают соответственно на один из входов устройств 5 и 6 сравнения и формирования сигнала разности. На втюрые входы устройств 5 и 6 сравнения через коммутаторы 7 и 8 соответственно поступают напряжения с выхода формирователей 9 и 10 уровня и фазы переменного напряжения с запоминанием. Одновременно знаковые разряды кодов синуса и косинуса углов с выхода формирователя 1 поступают соответственно на вход формирователей 12 и 13 сигнала управления знаком. На второй вход формирователей 12 и 13 поступает опорное напряжение.

Формирователи 12 и 13 анализируют знак кодов и знак опорного напряжения и устанавливают на выходе преобразователей 3 и 4 код-напряжение соответствующий знак выходного напряжения, формируя таким образом переменные напряжения опорной частоты на выходе преобразователей 3 и 4 и согласовывая вид напряжений на входе устройств 5 и 6 сравнения без дополнительного

преобразования напряжений в измерительной цепи. По команде формирователя 11 команд управления формирователь 11 вырабатывает коды для одного канала, с блока опорных напряжений поступает соответствующее данному каналу опорное напряжение на входы формирователей 12 и 13 и устройств 5 и 6 сравнения. Одновременно, по команде с формирователя 11 через коммутаторы 7 и 8 к устройствам 5 и 6 сравнения подключаются соответствующие формирователи 9 и 10. Выработанные устройствами 5 и 6 сравнения сигналы разности с помощью опорного напряжения, поступающего с блока опорных напряжений, преобразуются в сигналы постоянного тока н через коммутаторы 7 и 8 поступают соответственно на входы формирователей 9 и 10, управляя уровнем и фазой соответствующих каналов.

В предлагаемом устройстве выходное напряжение (фаза) формирователей 9 и 10 в положительный полупериод опорного напряжения соответствует знаку входного кода, а выходное напряжение преобразователей 3 и 4 противоположно знаку входного кода. В отрицательный полупериод опорного напряжения знаки напряжений на выходе формирователей 9 и 10 и преобразователей 3 и 4 изменяются на противоположные. В положительный полупериод опорного напряжения знак выходного напряжения устройств сравнения соответствует знаку разности входных напряжений, а в отрицательный - противоположен ему.

При формировании напряжения постоянного тока формирователи 12 и 13 работают аналогично преобразованию кода в переменное напряжение в положительный полупериод. При этом выходное напряжение блока 14 формирователей соответствует знаку входного кода, напряжение на выходе преобразователей 3 и 4 противоположно ему, управление опорным напряжением формирователей 12 и 13 и устройств 5 и 6 сравнения из блока 2 опорных напряжений по команде формирователя 11 не производится.

Формирователь сигнала управления знаком преобразователя код-напряжение (фиг. 2) содержит три элемента И-НЕ 1, 2 и 3 и элемент ИЛИ-НЕ 4. При этом на первые входы элементов И-НЕ 1 и 2 пода ется опорное напряжение, а на вторые входы элементов И-НЕ 1 и 3 подается знак входного кода. Второй вход элемента 2 и первый вход элемента 3 соединены с выходом элемента 1, выходы элементов 2 и 3 поступают соответственно на первый и второй входы элемента ИЛИ-НЕ 4. Выход элемента 4, являясь выходом формирователя сигнала управления знаком, поступает на знаковый вход преобразователя код- напряжение. В положительный полупериод опорного напряжения вырабатывается сигнал, инвертирующий знак выходного напряжения на выходе преобразователя код- напряжение, в отрицательный полупериод знак выходного напряжения совпадает со знаком входного кода. В предлагаемом устройстве формирователь сигнала управления знаком преобразователя код-напряжение согласовывает два напряжения по виду до подачи их на вход устройства сравнения, рри этом исключается преобразователь, согласующий напряжения с выхода преобразователей код-напряжение и формирователя уровня и фазы переменного напряжения и вносимая им погрещность, точность устройства повышается.

Соответствующее включение формирователей уровня и знака постоянного напряжения с запоминанием позволяет расщирить область применения многоканального устройства путем дополнительного преобразования кода в постоянное напряжение.

Формула изобретения

знака постоянного напряжения с запоминанием и формирователь команд управления выходы которого подключены ко входам формирователя кодов синуса и косинуса угла, блока опорных напряжений и входам коммутаторов, через которые выход и второй вход устройства сравнения и формирования сигнала разности подключены соответственно ко входу и выходу одного из формирователей уровня и фазы переменного напряжения с запоминанием, а выходы и входы формирователей уровня и знака постоянного напряжения с запоминанием подключены ко входам и выходам одного из коммутаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 531129, кл. G 05 В 11/01, 1974 (прототип).