-
DIGITAL-ANALOG-WANDLER
-
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Rechen und der Digitalme13technik
und bezieht sich insbesondere auf Digital--Analog -Wandler.
-
Die Erfindung kann in Digital-Analog-Wandlern und Däg italmeßgeräten
ausgewertet werden.
-
Es sind Digital-Analog-Wandler (E.I. Gitis, "Informationswandler
für elektronische Digitalrechenmaschinen", 1971) bekannt, die eine Summierungseinheit
für den Kodestellenwerten proportionale Formalwerte enthalten. Der Ausgang der Summierungseinheit
stellt den Ausgang des Digital-Analog-Wandlers dar, der auch eine Einheit von Schaltelementen
einschließt, deren Zahl gleich der Kodestellenzahl ist. Die Schaltelemente steuern
die Einschaltung entsprechender Normalwerte. Der Ausgang eines jeden Schaltelements
ist an einen entsprechenden Eingang der Summierungseinheit angeschlossen. Die Eingänge
der Schaltelemente stellen die Eingänge des Digital-Analog-Wandlers dar.
-
Bekanntlich sind Digital-Analog-Wandler hauptsächlich durch einen
Fehler bei der Unwandlung des Codes in einen Analogwert gekennzeichnet, wobei unter
dem Fehler eine Abweichung des Analogwertes von dem dem umzusetzenden Kode entsprechenden
Nennwert verstanden wird.
-
Das Verteilungsgesetz für den Systemfehler von Digital--Analog-Wandlernweist
einen sehr komplizierten Charakter auf, der durch Abweichungen von Größen der Normalwerte
von den Nennwerten bedingt ist, worauf auch die Kompliziertheit einer metrologischen
Kontrolle für solche Digital-Analog--Wandler zuruckzuführen ist.
-
Besonders bemerkbar macht sich das Problem der metrologischen Kontrolle
von Digital-Analog-Wandlern beim Betrieb von präzisen Digital-Analog-Wandlern. Es
ist bekannt, daß die präzisen Digital-Analog-Wandler den Hauptbestandteil der hochfrequenten
Digitalmeßapparatur darstellen. Andererseits werden die präzisen Digital-Analog-Wandler
für 16 bis 18 Binärstellen als steuerbare Normale zur Prüfung der hochgenauen Meßapparatur
verwendet. Da die Genauigkeit derartiger präziser Digital-Analog-Wandler höher als
die Genauigkeit der bestehenden Meßapparatur liegen muß und die metrologische Kontrolle
der bekannten präzisen Digital-Analog-Wandler nur durch Außenmessungen verwirklicht
werden kann, ist es bei einem bestimmten Genauigkeitsgrad unmöglich, die metrologische
Kontrolle der Digital-Analog -Wandler vorzunehmen.
-
Es sind auch Digital-Analeg-Wandler (s. einen Beitrag von W.S. Galalu,
W.W. Bratkewitsch, A.P. Stachow "Wandler von Kode in Spannung für (i,k,s) - Algorithmen,
UdSSR-Hochschulennachrichten, Gerätebau, Bd. XVIII, H. 4, 1975) bekannt, die ähnlich
dem oben beschriebenen Digital-Analog--Eandler ausgeführt sind. Die Besonderheit
dieser Einrichtung besteht darin, daß die Stellenwerte des an den Eingängen der
Schaltelemente eintreffenden Kodes entsprechend einer wiederkehrenden Fibonacci-
Beziehung gewählt sind, d.h.
-
der Stellnwert der 1-ten Kodestelle ist gleich dem Stellenwert der
(1 -1)-ten und der (l-p-1)-ten Stelle.
-
Jedoch ist bei diesem Digital-Analog-Wandler die metrologische Kontrolle
komplizierter, was durch die oben beschriebenen Erwägungen und Ursachen bedingt
ist.
-
Darüber hinaus ist es bei diesem Digital-Analog-Wandler unmöglich,
eine Umwandlung des "goldenen" p-Eodes in einen Analogwert zu verwirklichen. Unter
dem "goldenen" p-Kode wird die Darstellung einer reelen Zahl A in Form eines Polynoms
verstanden, wobei
eine Binärziffer in der l-ten Stelle des "goldenen" p- Kodes - - den Stellenwert
der l-ten Stelle des Codes, der eine p l-te Potenz der "goldenen" Proportion darstellt,
αp
- - eine "goldene" p-Proportion, die eine positive Wurzel einer Gleichung - xp -1
= 0 (2) darstellt (p - eine vorgegebene natürliche Zahl), bezeichnen.
-
Die Äusnutzurg des "goldenen" p-Eodes kann zu einer Vereinfachung
der Summierungseinheit, nämlich zu einer Reduzierung der Zahl der Normaiwiderstände
eines Gitters führen, das den "goldenen" p-Kode in einen Analogwert umsetzt.
-
Zweck der Erfindung ist es, einen Digital-Analog-Wandler zu schaffen,
in dem eine einfache metrologische Kontrolle bei einer gleichzeitigen Vereinfachung
der Schaltung der Summierungseinheit vorgenommen wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Digital-Analog-Wandler
zu schaffen, der eine stufenweise metrologische Kontrolle eines analogen Ausgangswertes
durch Umsetzung (Abtastung) eines der Ausganagszahl entsprechenden Ausgangskodes
in Kodekombinationen der gleichen Zahl insbesondere durch Ausnutzung eines 'tgoldenen"
p-Kodes, sichert und darüber hinaus eine Summierungseinheit aufweist, die sich aus
Widerständen mit einer begrenzten Zahl von Nennwerten zusammensetzt.
-
Dies wird dadurch erreicht, daß bei einem . ital-Analog-Wandler,
der eine Summierungseinheit für Normalwerte, deren Größen den Kodestellenwerten
proportional sind, und eine Einheit von Schaltelementen nach der Kodestellenzahl
enthält,
deren Mehrstellenausgang an den Mehrstelleneingang der
Summierungseinheit für Normaiwerte angeschlossen ist und deren Ausgang den Ausgang
des Digital-Analog-Wandlesr darstellt, gemäß der Erfindung eine einen mehrstelli;en
Informationseingang zur Eingabe einer Kodenkombination und einen Steuereingang zur
Eingabe eines Signals für eine Kodeabtastung aufweisenden Kodeabtasteinheit vorgesehen
ist, deren Meherstellenausgang an den Mehrstelleneingang der Einheit von Schaltelementen
angeschlossen ist.
-
Zweckmässigenthält im Digital-Analog-Wandler die Kodeabtasteinheit
gemäss der Erfindung n Funktionszellen, deren l-te, der l-ten Kodestelle entsprechende
ein Flip-Flop aufweist, dessen Ausgang die l-te Stelle des Mebrstellenausganges
der Abtasteinheit darstellt und ein logisches ODER-Element, dessen erster Eingang
als l-te Stelle des mehrstelligon Informationseinganges der Abtasteinheit auftritt
und dessen Ausgang an den 1 í-Eingang des Flip-Flops angeschloven ist, ausserdem
schliessen die den Stellen von der (p + 1)-ten bis zur (n - 1)-ten entsprechenden
Funltionszollen ein logisches UND-Element mit (p + 3) Eingängen ein, dessen Ausgang
an den 0-Eingang des Flip-Flops der gleichen Funktionszelle und dessen erster Eingang
an den 1-Ausgang des Flip-Flops angeschlossen ist, während die zweiten Eingänge
der logischen Um elemente sämtlicher Funktionszeilen zusammengeschaltet sind und
als Steuereingang der Abtasteinheit dienen, die Eingänge vom dritten bis zum ( p
+ 3) - ten jedes logischen UND- Elementes
der 1-ten Funktionszelle
jeweils an die 0-Ausgänge der Plip-Flops der Funktionszellen von der (1 - 1)-ten
bis zur (1 - p - 1)-ten unddie zweiten und die dritten Lingänge des logischen ODER-Elementes
der l-ten Funktionszelle jeweils an die Ausgänge der logischen UND-Elemente der
(1 + 1)-ten Funktionszelle angeschlossen sind, wobei 1 = 0,1,2,3,...,(n-1) n - die
Stellenzahl des p-Eodes bedeuten.
-
Bevorzugt ist im erfindungsgemäßen Digital-Analog--Wandler die Summierungseinheit
für Nonnalwerte in Form einer eine erste Gruppe aus (n + 1) Widerständen und eine
zweite Gruppe aus n Widerständen umfassenden Widerstandsmatrix ausgeführt, während
die Widerstände der ersten Gruppe einen an den zwei Enden an eine Nullschiene geschalteten
Reihenkreis bilden und jeder der Widerstände der zweiten Gruppe mit edlem Ende an
den Verbindungspunkt jedes Paares der Widerstände der ersten Gruppe angeschlossenist
und der Verbindungspunkt des ersten Widerstandspaares der ersten Gruppe den Ausgang
des Digital-Analog-Wandlers darstellt, wobei der erste und der (n + 1)-te Widerstand
aus der ersten Widerstandsgruppe einen Wert αpR, alle übrigen Widerstände
der ersten Gruppe einen Wert αp-pR und jeder der Widerstände der zweiten Gruppe
einen Wert αp+IR haben. wobei α eine reale positive Wurzel der p p Gleichung
(2) o bedeutet.
-
Zweckmässig ist, daß Im erfindungsgemäßen Digital-Analog-Wandle r
die Verbindungspunkte jedes Widerstandspaares der ersten Widerstandgruppe den Mehrstelleneingang
der Summierungseinheit bilden und die freien Enden sämtlicher Widerstände der zweiten
Gruppe an die Nullschiene angeschlossen sind.
-
Zweckmässig ist auch im erfindungsgemä.ßen Digital--Analog-Wandler
der Mehrstelleneingang der Summierungseinheit durch die freien Enden der Widerstände
der zweiten Gruppe gebildet.
-
Die Vorteile der Errindung werden aus einer nachfolgenden eingehenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und aus der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigt: Fig. 1 ein Funktionsschaltbild des erfindungsgemaßen Digital-Analog -Wandlers;
Fig. 2 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Summierungseinheit.
-
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, enthält der Digital~ -Analog-Wandler
eine Summierungseinheit 1 für Normalwerte, deren Größen proportional den Zahlen
einer Kodereihe, beispielsweise des Fibonacci-p-Eodes, gewählt sind. Der Ausgang
2 der Einheit 1 wirkt als Ausgang des Digital-Analog-Wandlers, von dem eine dem
p-Eode entsprechende Analoggröße abgelesen wird. An den Mehrstelleneingang der Summierungseinheit
1 ist der Mehrstellenausgang einer Einheit 3 von Schaltelementen angeschlossen.
Die Anzahl der Schaltelemente ist gleiche n , wo n -die Stellenzahl des p-Eodes
ist. An den Mehrstelleneingang der Einheit 3 von Schaltelementen ist der Mehrstellenausgang
einer
Abtasteinheit 4 für einen p-Rode angeschlossen, der zur Umsetzung des Ausgangskodes
einer Zahl in andere Kodekombinationen der gleichen Zahl vorgesehen ist.
-
Die Ausgangskodekombination gelangt auf den Medrstelleneingang 5
des Digital-Analog-Wandlers, der auch einen Steuereingang 6 zur Eingabe eines Steuersignals
für die Abtastung des p-Kodes aufweist.
-
Die Schaltung der Abtasteinheit 4 für einen p-Kode ist für einen
konkreten Wert p = 1 ausgelegt. Die Abtasteinheit 4 enthält im allgemeinen Fall
( p - eine beliebige vorgegebene Zahl) n eintypige Funktionszellen 7, wo n die Kodestellenzahl
ist, hier ist n = 8. Die B-te, der 1-ten Stelle des p-Kodes entsprechende Funktionszelle
7 ist zur Abtastung der einen 1-Wert aufweisenden 1-ten Stelle für die einen Wert
aufweisenden (1 - 1)- und (1 - p - 1)-te Stelle des p-Kodes vorgesehen. In Fig.
1 sind die (l - 1)- und die (1 - p - 1)-te Stelle, beispielsweise für 1 = 4, die
dritte bzw. zweite Stelle. Jede Funktionszelle 7 enthält ein Flip -Blop 8. Der 1-Ausgang
9 eines jeden Flip-Flops 8 stellt die 1-te, an den Eingang des 1-ten (in Fig. nicht
geæeigten) Schaltelementes der Einheit 3 angeschlossene Stelle des Mehrestellenausganges
der Einheit 4 dar. Jede Funktionszelle 7 enthält auch ein logisches ODER-Blement
10, dessen einer Eingang eine Stelle des mehrstelligen Informationseinganges des
Digital-Analog-Wandlers darstellt und dessen Ausgang an den 1-Eingang 11 des Flip-Flops
8 der
gleichen Funktionszelle 7 angeschlossen ist.
-
Die den Stellen von der (p + ten bis zur (n -1 )-ten entsprechenden
Funktionszellen 7 schließen auch ein logisches UND-Blement 12 ein, das in Verbindung
mit dem logischen ODER-Element 10 eine Abtastung der betreffenden Stelle gewährleistet.
-
Jedes logische UND-Element 12 weist (p + )), d.h. vier Eingänge,
auf. Der Ausgang 13 des logischen UND-Gliedes 12 ist an den O-Eingang des Flip-Flops
8 und der erst-e Eingang an den Ausgang 9 des Flip-Flops 8 angeschlossen. Die anderen
Eingänge der logischen UND-Elemente 12 sämtlicher Funktionszellen 7 sind zusammengeschaltet
und stellen den Steuereingang 6 des Digital-Analog-Wandlers dar. Zwischen den Funktionszellen
7 der Einheit 4 sind folgende Verbindungen hergestellt. Die Eingänge des logischen
UND-Elementes 12 vom dritten bis zum (p + 3)-ten (d.h. dem vierten) der Funktionszelle
7 sind jeweils an die O-Ausgänge 14 der Flip-Flops 8 der Funktionszellen 7 von der
Cl - i)-ten (d.h. der dritten) bis zur (1 - p-i)-ten (d.h. der zweiten) angeschlossen.
Die übrigen Eingänge der logischen ODER-Elemente 10 der 1-ten Funktionszelle 7 sind
jeweils an die Ausgänge 13 der logischen UND-Elemente 12 der (1 + 1)-ten (d.h. der
fünften) und der (1 + p + 1.)-ten (d.h. der sechsten) Funktionszelle 7 angeschlossen.
-
In Fig. 2 ist eine Prinzipschaltung der Summierungseinheit 1 wiedergegeben,
mit deren Hilfe eine Umwandlung des
"goldenen" p-Eodes in eine
ihm äquivalente elektrische Spannung vorgenommen wird. Die Summierungseinheit 1
stellt eine Matrix von zu zwei Widerstandsgruppen 15 und 16 zusammengeschalteten
Widerständen dar. Die eine Gruppe 15 schließt (n + 1) Widerstände 15i bis 15n+1,
d.h. die Widerstände 151 bis 159 ein, die einen an den zwei Enden an eine Nullsciene
17 angeschlossen Reihenkreis bilden. Die andere Widerstandsgruppe 16 schließt (n),d.h.
acht, Widerstände 161 bis 168 ein. Eines der Enden jedes Widerstandes 161, 168 ist
an einen der Verbindungspunkte 181 jedes Paares der Widerstände 151 bis 159 der
ersten Gruppe 15 gekoppelt.
-
Erfolgt die Digital-Analog-Umstzung nach dem Prinzip einer Stromaddition,
sind alle andere rein Enden der Widestände 161 bis 168 an die Nullschiene 17 anzuschließen,
und die Gesamtheit der Verbindungspunkte 181 bis 188 wird iii diesem Fall den Mehrstelleneingang
der Summierungseinheit 1 darstellen, dabei ist der Eingang 181 ein Eingang für die
höchstwerte Stelle, während der Eingang 188 ein Eingang der niederstwertigen Stellen
und des "goldenen" p-Kodes ist Die freien Enden der Widerstände 161 bis 168 bilden
den Mehrstelleneingang der Summierungsienheit 1 (diese Variante ist in Fig. 2 nicht
einzeichnet), und die Digital--Analog-Umwandlung erfolgt in diesem Fall nach dem
Prinzip einer Spannungssummierung. Die Besonderheit der in Fig. 2 dargestellten
Matrix besteht in der Auswahl von Nennweiten der Widerstände 161 bis 168 und 151
bis 159¢ da in diesem Fall
die Einheit 1 eine Umwandlung der "goldenen"
p-Kodes verwirklicht. Die Nennwerte der Widerstände 152 bis 158 der ersten Gruppe
15 sind αp-pR, die Nennwerte der Widerstände 151, und lS9cQpPR und die Nennwerte
aller Widerstände 161 bis 168 der zweiten Gruppe αpp+1R gleich, wobei R die
Dimension des elektrischen Widerstandes und αp eine reele positive Wurzel
der Gleichung (2) - 1 1 0, die in diesem Fall (bei p = 1 ) die Form - x - 1 = annimmt,
bezeichnen, und die Nennwerte der genannten Widerstande 151, 159152 bis 158 und
161 bis 168 jeweils gleich
sind.
-
In diessem Fall werden in der Widerstandsmatrix Wider stände nur
dreier Nennwerte eingesetzt, was die Herstellungstechnologie für derartige Matrizen
wesentlich vereinfacht.
-
Die Arbeit des Digital-Analog-Wandlers (Fig. 1) geschieht wie folgt.
Der in einen Analogwert umzusetzende Ausgangskode (beispielsweise der Fibonacci-p-Kode,
oder der "goldene" p-Kode) gelangt auf den mehrstelligen Informationseingang 5 der
Abtasteinheit 4 in Form einer Binärkombination elektrischer Impulse, die über die
entsprechenden logischen ODER-Elemente 10 und die 1-Eingänge 11 der Flip-Flops 8
eine Umsteuerung der den 1-Wert;en der Ausgangkodestellen entsprechenden
Flip-Flops
8 in den 1-Zustand veranlassen. An den 1-Ausgängen 9 dieser Flip-Flops 8 werden
1-Signale ausgebildet, die über die entsprechenden Schaltelemente der Einheit 3
die entsprechenden Normalwerte (Widerstände 151 bis 159,161 bis 168 (Fig. 2) in
der Einheit 1) ansteuern. Infolgedessen tritt am Ausgang 2 der Einheit 1 ein dem
vorgegebenen p-Kode entsprechender Analogwert auf. Betrachten wir ferner die Arbeit
des Digital-Analog-Wandlers am Beispiel der Umwandlung eines "goldenen" p-Kodes,
weil dem letzteren in der Fachliteratur weniger Aufmerksamkeit gewidmet ist.
-
Die Potenzen der "goldenen" p-Proportion haben die Form: αp0,
αp1, αp2,...,αpl-1 (3), worin αp eine reele positve Wurzel
der Gleichung (2) ist.
-
Wird auf den Mehrstelleneigang 5 des Digital-Analog-Wand lers, beispielsweise
ein "goldener" p-Eode der Form 76543210 - Stellennummer 10010010 - "goldener" p-Eode
geliefert, so wird sein Zahlenäquivalent im betreffenden Ball die Zahl:
sein, während am Ausgang 2 (Fig. 1) ein A proportionaler Ana loEwert gebildet sein
wird.
-
Werden in die Einheit 1 des Digital-Analog-Wandlers (Fig. 2) zusätzliche
Normalwexte eingegeben, deren Größen negativen Potenzen der "goldenen" 1-Proportion
α1-1,
α1-2, α1-3, ..., usw.
-
entsprechenden, so kann mit Hilfe solch einer Einheit 1 ein Analogwert
in eine beliebige natürliche Zahl umgesetzt werden.
-
Im Falle einer Umwandlung nach dem Prinzip einer Stromaddition (Fig.
2) gelangt von den Ausgängen der Einheit 3 der Schaltelemente, die den 1-Stellen
des "goldenen" p-Kodes entsprechen, auf den entsprechenden Eingang 18. bis 188 ein
Normalstrom Io. Die "goldene" p-Proportion besitzt eine folgende Grundeigenschaft:
die für eine beliebige ganze Zahl 1 gilt.
-
Bei p - 1 hat die identische Gleichung (5) die Farm:
Unter Berücksichtigung der Gleichungen (4) und (5) fällt es nicht schwer, sich davon
zu überzeugen, dass der Ersatzwiderstand in einem beliebigen Punkt 181 bis 188 gegen
die Nullschiene 17 konstant und gleich zur R ist, wobei αp bedeutet und der
Spannungsübertragungsfaktor P 1 ap zwischen zwei benachbarten Punkten (beispielsweise
zwischen 182 und 183) gleich αp-1 ist. Bei der Zuführung des Normalstroms
Io an dem einen Verbindungspunkt der Widerstände 15l, 152? 16l darstellenden Punkt
188 erscheint daher am Ausgang 2 eine elektrische Spannung gleichh #pIoR, und bei
der Zuführung des Normalstroms an den nachfolgenden Punkten
182,
188, ... werden am Ausgang 2 jeweils Spannungen
auftreten.
-
Die den Stellenwert der 1-ten Stelle mit den Stellenwerten der zwei
vorhergehenden Stellen, der (l - 1)- und der (1 - p - 1)-ten Stelle, verbindende
oben beschriebene Liegen schaft des Fibonacci-p-Kodes und des "goldenen" p-Kodes
gestattet es, die metrologische Kontrolle des Digital-Analog--Wandlers bei Anwendung
der Abtasteinheit 4 für die p-Kodes wesentlich zu vereinfachen. Wenn beispielsweise
dem mehrstelligen Informationseingang 5 ein der siebenten Potenz der identischen
Gleichung (5) α17 = 10000000 genügenden "goldenen" 1-Proportion entsprechender
"goldener" p-Kode zugeführt wird, wonach auf Grund der identischen Gleichung (5)
eine Abtastung in der Einheit 4 der siebenten, einen 1-Wert aufweisenden Stelle
für die eine O-Wert aufweisende sechste und fünfte Stelle durchgeführt wird, d.h.
die folgende Umwandlung 76543210 - Stellennummern
Stellenwerte vorgenommen wird, so ändert sich hierbei das Zahlenäquivalent A des
p-Ausgangskodes nicht, und folglich darf der Wert am Ausgang 2 bei derartiger Umwandlung
nicht geändert werden.
-
Wenn danach die fünfte Stelle für die vierte und dritte und
dann
die dritte für die zweite und erste Stelle abgetastet, dh. eine folgende Umwandlung
des Kodes: 76543210 - Stellennummern
vorgenommen wird, so dürfen solche Kodeumwandlungen keine Anderung des Ausgangswertes
am Ausgang 2 bewirken. Die Abweichung des Analogwertes vom Vorgabewert um einen
den metrologischen Fehler des Digital Analog-Wandlers über schreitenden Wert ist
gerade ein Merkmal seiner Nichtübereinstimmung mit den metrologischen Charakteristiken.
-
Die genannte Idee der metrologischen Kontrolle des Digital-Analog-Wandlers
liegt der Wirkungsweise der Abtasteinheit 4 im Betrieb der metrologischen Kontrolle
zugrunde. Es möge im Betrieb der metrologischen Kontrolle am Mehrstelleneingang
5 ein dem zu kontrollierenden Normalwert entsprechender Kode, beispielsweise ein
dem Stellenwert der siebenten Stelle entsprechender p-Kode: 76543210 - Stellennummern
=10000000 - Stellnwerte eintreffen. hierbei geht das Flip-Flop 8 der Funktionszelle
7 der hächsten Stelle in den 1-Zustand über, weshalb sich am Ausgang 2 ein α17
proportional Analogwert und am ersten Eingang des logischen UND-Elementes 12 der
Funktionszelle 7 der höchsten Stelle ein Freigabepotential ausbilden.
-
Zuerst wird eine metrologische Kontrolle der Größe des Normalwertes
der siebenten Stelle verwirklicht, wozu mit Hilfe eines Nullorgans (beispielsweise
eines empfindlichen Galvanometers) der α17 entsprechende analog Ausgangwert
mit einem α17 entsprechenden äußeren Normalwert verglichen wird.
-
Danach wird eine metrologische Kontrolle der Beziehung (4) zwischen
den Normalwerten verwirklicht. Zu diesem Zweck wird der Steuereingang 6 mit einem
Kodeabtastsignal beaufschlagt, das einen Kurzzeitimpuls darstellt, dessen Dauer
gleich der Dauer des Übergangsprozeses im logischen UND-Element 12 ist, Dieser Impuls
führt zum Auftreten eines 1-signals am Ausgang 19 des logischen UND-Elements 12
der Funktionszelle 7 der höchsten Stelle, was das Flip-Flop 8 der Funktionszelle
7 der höchsten Stelle in den O-Zustand umsteuern läßt, während über die logischen
ODER-Elemente 10 der Funktionszellen 7 der zwei vorangehenden Stellen dieser Impuls
die Flip-Flops 8 der Funktionszellen 7 der zwei vorhergehenden Stellen in den 1-Zustand
umkippen läßt, d.h. die Einheit 4 geht in einen anderen entsprechenden Zustand:
76543210 - Stellennummern 01100000 - Stellenwerte des "goldenen" p-Kodes über.
-
In diesem Zustand wird nochmals die Konstanz des Ana-Iogwertes am
Ausgang 2 des Digital-Analog-Wandlers geprüft.
-
In solch einem Zustand erscheinen in der Einheit 4 am ersten, dritten
und vierten Eingang des logischen UND-Elementes 12 der fünften Stelle Freigabepotentiale.
Nach der Einspeisung am Steuereingang 6 des nächsten Abtastimpulses geht die Einheit
4 in einen neuen d7 entsprechenden Zustand: 76543210 - Stellennummern 01011000 -
"goldener" p-Eode und nach der Einspeisung am Steuereingang 6 des dritten Impulses
in den letzten α17 entsprechenden Zustand: 76543210 - Stellennummern 01010110
- "goliener" p-Eode über.
-
Hierbei wird nach Jedem am Steuereingang 6 erscheinen~ den Abtastimpuls
die Konstanz des Analogwertes am Ausgang 2 geprüft. Da bei jedem Schritt der metrologischen
Kontrolle die Großen der Normalwerte der drei benachbarten Stellen: der 1-ten, der
(1 - 1 )-ten und der (1 - 2)-ten, verglichen werden, so ist bei der Nichtübereinstimmung
des Digital--Analog-Wandlers mit den metrologischen Charakteristiken die Ursache
dieser Nichtübereinstimmung mit einer Genauigkeit bis zu drei Steilen leicht festzustellen.
-
Die metrologische Kontrolle solch eines Digital-Analog -Wandlers
kann auch mit Hilfe eines hochempfindlichen Oszillografen vorgenommen werden, der
die Wechsekomponente abtrennt und an dessen Ausgang angeschlossen ist. Zu diesem
Zweck genügt es, auf den Mehrstelleneingang 5 mehrfach einen
gleichen
Kode, beispielsweise einen p-Eode: 76543210 - Stellennummern 10000000 - "goldener"
p-Rode ZU geben und nach jeder Aufzeichnung mit Hilfe von am-Steuereingang 6 ankommenden
Kodeabtastimpulsen den Kode abzutasten. Hierbei kann man über die Übereinstimmung
des Digital-Analog-Wandlers mit den metrologischen Charitteristiken nach der Amplitude
der Wechselkomponente auf dem Bildschirm des Oszillografen beurteilen.
-
Vorteilhaft ist beim vorliegenden Digital-Analog-Wandler eine beträchtliche
Vereinfachung der Prozedur der Einstellung der Normalwerte der Einheit 1.. Bei p
- 1 genügt es, im n-stelligen Digital-Analog-Wandler einen α1n-1 proportionalen
Normalwert der höchsten (n - 1)-ten Stelle und einen α1n-2 proportionalen
Normalwert der vorhergehenden (n - 2)-ten Stelle einzustellen, wonach der Normalwert
der (n - 3)-ten Stelle in der Weise eingestellt wird, daß die Beziehung:
erfüllt wird, und nach der Einstellung des Normalwertes der (n - 3)-ten Stelle wird
der Normalwert der (n - 4)-ten Stelle derart geführt, daß die Beziehung:
erfüllt wird.
-
Darüber hinaus kann die in der Einheit 4 zustande kommende Kodeabtastung
wirksam zur erhöhung der Genauigkeit des
Digital-Analog-Wandlers
durch Mittelung des Analogwertes bei verschiedenen, diesem entsprechenden Kodekombinationen
herangezogen werden. Dazu reicht es aus, an deren Ausgang eine Mittelungseinrichtung
anzuschließen und auf deren Eingang mehrfach einen "goldenen" p-Eode zu geben und
ihn dann mit Hilfe der Abtasteinheit 4 umzuwandlen. Bei derartiger Betriebsart ist
es im Digital-Analog-Wandler ein leichtes, dessen kontinuierliche metrologische
Kontrolle zu organisieren. Zu diesem Zweck genügt es, an den Ausgang des Digital-Analog-Wandlers
eine Einrichtung zur Abtrennung der Wechselkomponente anzuschließen, deren Ausgang
an eine Kontrolleinrichtung für die Amplitude der Wechselkomponente anzukoppeln
ist.
-
Die genannten Vorteile des vorliegenden Digital-Analog -Wandlers
berecht-igen zu der Annahme, daß er eine weitgehende Anwendung in der Digitalmeßtechnik,
insbesondere bei der metrologischen Kontrolle von höchstpräzisen Digital--Analog-Wandlern
finden wird, deren Genauigkeit die der bestehenden Meßapparatur übersteigen muß.
-
L e e r s e i t e