Преобразователь двоичного кода в двухполярное напряжение Советский патент 1982 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в измерительной технике.

Известны преобразователи двоичного кода в двухполярное напряжение, выполненные в резистивной матрице R-2R, переключателях тока или напряжения с использованием нескольких разнополярных источников опорного напряжения. Для увеличения помехозащищенности цифро-аналоговых преобразователей применяется гальваническое разделение входных дискретных цепей управления и выходных аналоговых цепей с использованием импульсных трансформаторов ij.

Недостатки.устройства - необходимость высокой несущей частоты для обеспечения работы импульсных трансформаторов; ограничение по длительности и искажение форм передаваемых импульсных сигналов управления, сложность и ненадежность схемы управления ключами разрядов и т.п.

Указанные недостатки известных преобразователей являются -причиной снижения точности преобразования двоичного кода в напряжение и малой надежности устройства.

Известен- преобразователь кода в двухполярное напряжение, содержащий резистивную матрицу, входы младших разрядов которой подключены к соответствующим выходам переключателей напряжения, управляющие входы которых подключены через развязывающее устройство в виде эмиттерных повторителей к выходам статических триг10геров, двухполярный источник опорного- напряжения, стабилизаторы тока, включенные между переключателями и положительной шиной источника питания 2,

15

Данное устройство сложно и имеет недостаточную точность.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности.

Для достижения указанной цели в

20 преобразователь двоичного кода в двухполярное напряжение, содержащий резистивную матрицу, входы младших разрядов которой подключены к соответствующим выходам переключателей на25пряжения, управляющие входы которых подключены через развязывающее устройство к выходам статических триггеров, источник onopiHoro напряжения, введен операционный усилитель,

30 инверсный вход которого подключен к выходу оьретьего разряда резистивной матрицы, а его прямой вход соединен с выходом второго разряда резистивной матрицы, вход которой соединен с шиной аналоговой земли, выход операционного усилителя подключен к вхо ду третьего разряда резистивной матрицы, выход первого разряда резистивной матрицы подключен к выходу переключателя напряжения старшего разряда, первые сигнальные входы переключателей напряжения подключены к выходу источника опорного напряжения, выполненного однополярным,вторые сигнальные входы которых подключены к шине аналоговой земли. На чертеже представлена функциональная схема преобразователя. Устройство содержит резисти.вную м рицу 1, переключатели 2-1-2-п напря жения, развязывающее устройство3, в качестве которых целесообразно испол зовать оптоэлектронные ключи, статические триггеры 4-1-4-п, блок 5 управления, источник б опорного напря.жения, операционный усилитель 7. Преобразователь работает следующи образом. Статические триггеры 4 разрядов преобразователя входом управления по соединены к выходу блока 5 управлени представляющего логическую сборку /сигнала запуска преобразователя и си налов БАЙТ, определяющих разрядность преобразователя, и разрешающего запись дополнительного двоичного кода, поступающего на информационные входы триггеров разрядов. Выходы ста тических триггеров 4 соединены с пер выми входами оптоэлектронных переключателей разрядов, осуществляющих гальваническое разделение, вторые входы последних подсоединены к шине цифровой земли преобразователя, трет входы - к. выходу источника опорного напряжения, выходы триггеров 4 подсоединены к управляющим входам разрядных переключателей 2 напряжения, выполненных на КМОП-ключах, вторые входы переключателей подсоединены к -выходу источника 6 опорного напря жения, а третьи входы разрядных переключателей - к шине преобразовате ля. . Выходы, разрядных переключателей напряжения соединены с входами разрядных узлов и-разрядной резистивАзой-матрицы 1. Операционный усилите , включенный по схеме масштабного усилителя с коэффициентом.передачи инверсным входом подключен к вы ходу третьего узла резистивной матрицы, а прямым входом подключен к выходу второго узла матрицы 1, Причем вход второго узла матрицы свя|зан с шиной,аналоговой земли. Бнход усилителя 7 через вход третьего раз рядного узла матрицы 1 соединен с инверсным входом усилителя, образуя отрицательную обратную связь, которая обеспечивает коэффициент передачи по напряжению, равный двум. Усилитель по прямому входу управляется переключателем напряжения старшего (знакового) разряда преобразователя, выход пocлe :Jнeгo подсоединен к выходу первого разрядного узла матрицы. Такое включение операционного усилителя и резистивной матрицы обеспечивает получение на выходе преобразователя двухполярного напряжения при наличии однополярного источника опорного напряжения. Предлагаемый преобразователь работает следующим образом. По совпадению сигналов Запуск и Байт дается разрешение на запись у1-разрядного двоичного кода в триггеры разрядов, где код запо нается до следующего обращения к преобразователю. Высокий потенциал с прямых выходов триггеров при наличии логической 1 в соответствующем разряде входного двоичного кода пос- тупавт на первый вход оптоэлектронного переключателя разряда, обеспечивая передачу сигнала управления переключателем напряжения этого разряда, открывая последний. Опорное напряжение, поступающее из источника опорного напряжения через открытые переключатели напряжения, поступает на входы резистивной матрицы, которая обеспечивает передачу разрядных напряжений на выходе схемы с коэффициентами, пропорциональными весам двоичных разрядов. Суммарное напряжение с выхода матрицы, соответствующее входному двоичному коду, поступает на один из входов операционного усилителя, где усиливается и с выхода последнего поступает на внешнее устройство (нагрузку). Формула изобретения Преобразователь двоичного кода в двухполярное напряжение, содержащийрезистивную матрицу, входы младших разрядов которой подключены к соответствующим выходам переключателей напряжения, управляющие- входы которых подключены через развязывающее устройство к выходам статических триггеров, источник опорного напряжения, отлич ающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности преобразования в него введен операционный усилитель, инверсный вход которого подключен к выходу третьего разряда резистизной матрицы а его прямой вход соединен с выходом второго разряда

резистивной матрицы, вход которой соединен с шиноА ансшоговой зем|Ли, выход операционного усилителя подключен к входу третьего разряда резистивной матрицы, выход первого разряда резистивной матрицы подключен к выходу переключателя напряжения старшего разряда,первые сигнальные входы переключателей напряжения подключены к выходу источника опорного напряжения, выполненного однополярным, вторые сигнальные входы которых подключены к шине аналоговой земли.

Источники информации, принятые во внимание при экспеотизе

1.Полупроводниковые кодируьадие и декодирующие преобразователи. Под ред. В.Б.Смолова. Энергия, 1967.

2,Авторское свидетельство СССР 1 157238, кл. Н 03 К 13/02, 1960

прототип .

f sdMue цепи Входные цепи l/fff,f Uu ftpoSaA земля Ana etofa земля