SE410529B

SE410529B - FUNCTION GENERATOR FOR THE CONVERSION OF ONE OF A BINED WORD REPRESENTED VALUE INTO A PAIR INBOARD COMPLEMENT ANALOG SIGNALS OR REVERSE

Info

Publication number: SE410529B
Application number: SE7710344A
Authority: SE
Inventors: S Lanton
Original assignee: Ilc Data Device Corp
Priority date: 1977-09-15
Filing date: 1977-09-15
Publication date: 1979-10-15
Also published as: SE7710344L

Description

p-mmzmii-ie” *i 2 vanligtvis genom att först omvandla den digitala vinkelsignalen 6 till analoga sinus- och cosinussignaler för denna vinkel, varvid dessa kan betraktas som resolverutsignaler, och genom att därefter omvandla dessa båda resolverutsignaler till sin Q, sin (9 + l20°) och sin (Q + 240°). Således sker först en digital/resolveromvand- ling och sedan en resolver/elgonomvandling. iFör enkelhets skull behandlas nedan i denna beskrivning i första hand endast en funktionsgenerator enligt uppfinningen för digital/resolveromvandling, alltså omvandling av en digital vinkel 6 till resolverutsignaler sin 9 och cos 9. Däremot behandlas icke resolver/elgonomvandlingen från sinus- och cosinussignaler till si- nns av 9, 6 + 1200 och 6 + 2400, vilken sistnämnda omvandling är känd och kan ske med kända medel. p-mmzmii-ie ”* i 2 usually by first converting the digital angle signal 6 into analog sine and cosine signals for this angle, these being considered as resolver outputs, and by subsequently converting these two resolver outputs to sin Q, sin (9). + 120 °) and sin (Q + 240 °). Thus, first a digital / resolver conversion takes place and then a resolver / electron conversion. For the sake of simplicity, in this description, only a function generator according to the invention is treated primarily for digital / resolver conversion, i.e. conversion of a digital angle 6 to resolver output signals sin 9 and cos 9. However, the resolver / electron conversion from sine and cosine signals to sine nns of 9, 6 + 1200 and 6 + 2400, which latter conversion is known and can take place by known means.

Sedvanlig känd digital/resolveromvandling sker medelst två funktionsgeneratorer för varje omvandling, dvs för sin 6 och cos 6, varvid varje generator innehåller två kopplingstekniskt i form av en stege uppbyggda motstândsnät med tillhörande fastämnesströmstäl- lare. Härmed omvandlas en tillförd digital signal 6 och dess likale- des digitala komplement Ö till sin 6 resp. cos 6. Varje sådant nät innehåller flera resistanselement, som är viktade i enlighet med den funktion, som skall alstras. Antalet sådana element i varje nät väl- jes alltefter önskad upplösning och noggrannhet av den funktion, som skall bildas. Sinus- och cosinus-funktionerna alstras samtidigt, var och en genom inkoppling av valda viktade motstånd, så att en ström alstras, vars värde representerar sin 9 resp. cos 6. Denna ström tíllföres en förstärkare, som avger en motsvarande spänning för sinus resp. cosinus. Det resistiva nätet är sådant, att varje motstândselement representerar en del av funktionens värde inom det intresserande funktionsomràdet. Genom in- och urkoppling av alltef- ter fallet valda motståndselement är det därför möjligt att alstra en ström, vars strömstyrka motsvarar vinkelns sinus eller cosinus.The usual known digital / resolver conversion takes place by means of two function generators for each conversion, ie for sin 6 and cos 6, each generator containing two resistance networks constructed in the form of a ladder with associated solid state switches. Hereby a supplied digital signal 6 and its likewise digital complement Ö are converted to its 6 resp. cos 6. Each such net contains several resistance elements, which are weighted according to the function to be generated. The number of such elements in each network is selected according to the desired resolution and accuracy of the function to be formed. The sine and cosine functions are generated simultaneously, each by connecting selected weighted resistors, so that a current is generated, the value of which represents its 9 and 9, respectively. cos 6. This current is applied to an amplifier, which emits a corresponding voltage for the sine resp. cosine. The resistive network is such that each resistance element represents a part of the value of the function within the area of interest of interest. By connecting and disconnecting the resistance elements, as the case may be, it is therefore possible to generate a current whose current corresponds to the sine or cosine of the angle.

I och för sig är denna kända teknik tillfredsställande för dagens behov, men ett ständigt föreliggande och mycket betydelsefullt önskemål ifråga om alla dessa och många andra anordningar är att kun- na nedbringa utrymmesbehovet (att "miniatyrisera") och att öka nog- grannheten.In itself, this known technology is satisfactory for today's needs, but a constantly present and very significant desire in all of these and many other devices is to be able to reduce the need for space (to "miniaturize") and to increase accuracy.

Eftersom sinus- och cosinusfunktioner av samma vinkel är komp- lementära, innebär detta, om exakt lika nät användes för var sin av de båda funktionerna, att för varje motstånd (resistanselement), som inkopplas i den ena funktionsgeneratorn, ett viktat motsvarande mot- i " d' 'lï1ﬁñ3lšïíd-èäwddu stånd måste bortkopplas i den andra funktionsgeneratorns komple- mentära nät.Since sine and cosine functions of the same angle are complementary, this means that if exactly the same network is used for each of the two functions, that for each resistor (resistance element) which is connected in one function generator, a weighted corresponding "d '' lï1 ﬁ ñ3lšïíd-èäwddu state must be disconnected in the complementary network of the other function generator.

Uppfinningen bygger pâ den tankegången, att det därför bor- de vara möjligt att använda ett enda som funktionsgenerator verkande motstândsnät för båda funktionerna, som ju är komplementära och - vilket är viktigt och bör observeras - att använda detta enda nät i både digital/elgonomvandlare (dvs digital/resolver- och resolver/ elgonomvandling) och elgon/digitalomvandlare (dvs elgon/resolver- och resolver/digitalomvandling). g Det är emellertid viktigt att anordna strömställare, som bå- de ger den önskade ströställarfunktionen och inte försämrar den alstrade signalens noggrannhet. Ett enda, kopplingstekniskt som en stege uppbyggt motståndsnät samverkar därför med spänningsstyrda strömställare, som kopplar strömbanorna utan att tillföra dem nå- gon ström eller i varje fall en på sin höjd försumbar ström, så att den signal, som representerar den alstrade funktionen, icke tillföres något fel.The invention is based on the idea that it should therefore be possible to use a single resistance network acting as a function generator for both functions, which are of course complementary and - which is important and should be observed - to use this single network in both digital / electrical converters ( ie digital / resolver and resolver / electric conversion) and elgon / digital converter (ie electric / resolver and resolver / digital conversion). g However, it is important to provide switches which both provide the desired switch function and do not impair the accuracy of the generated signal. A single resistance network constructed as a ladder therefore cooperates with voltage-controlled switches which connect the current paths without supplying them with any current or at least a current which is at most negligible, so that the signal representing the generated function is not supplied. something wrong.

De för detta ändamål för närvarande lämpligaste spännings- styrda strömställarna torde vara integrerade CMOS-kretsar (CMOS = komplementära metalloxidströställare utan rörliga delar). Dessa strömställare är lämpligen parvis anordnade, varvid de tillförda signalerna medelst strömställarna kan ledas till en gemensam kopp- lingspunkt av deras samordnade viktade motstånd, och varvid ström- ställarnas utgångar är förbundna med utgångsmotstånd ("warping"- resistorer) för sinus- resp. cosinusutqângarna. Strömställarna kan vara mottaktkopplade. De digitala data tillföres varje strömställa- re, varvid de komplementära utgångarna är anslutna till var sin strömställare i varje strömställarpar.The currently most suitable voltage-controlled switches for this purpose should be integrated CMOS circuits (CMOS = complementary metal oxide switches without moving parts). These switches are suitably arranged in pairs, whereby the applied signals by means of the switches can be led to a common connection point of their coordinated weighted resistors, and wherein the outputs of the switches are connected to output resistors ("warping" resistors) for sine and. cosinusutqângarna. The switches can be connected to the receiver. The digital data is supplied to each switch, the complementary outputs being connected to separate switches in each pair of switches.

Funktionsgeneratorn kan med samma fördelar användas i elgon/ digitalomvandlare (dvs elgon/resolver och därefter resolver/digital) genom via lämpliga motstånd att koppla de signaler, som represente- rar sin A och cos A, till funktionsgeneratorns ingång. De strömstäl- larstyrande signalerna representerar en vinkel B för att välja de hinärt viktade motstånd, vilkas utgångar är hopkopplade. Den digi- tala insignal, som representerar vinkeln B, ändrar analogsignalen sin A med signalen cos B och änüæm signalen cos A med sin B på så- dant sätt, att produkterna sin A cos B och cos A sin B bildas. Dif- ferensen av dessa båda produkter bildas, dvs sin A cos B - cos A sin B, vilken efter förstärkning blir lika med en felsignal E = sin (A - B) och omvandlas till en analog spänning V, som är prbpor- 7710341» -8 tionell mot (A - B). En spänningsstyrd oscillator alstrar pulser med en pulsfrekvens, som är en funktion av V. Dessa pulser räknas av en för både upp- och nerräkning utförd räknare, vars utgångar represen- terar de digitala styrsignalerna för inställning av funktionsgenera- torns strömställare. Om felsignalen E är noll, utvisar räknaren vin- keln A i digital (binär) form, som medför den önskade elgon/digital- omvandlingen, dvs elgon/resolver- och efterföljande resolver/digital- omvandling.The function generator can with the same advantages be used in an electrical / digital converter (ie electrical / resolver and then resolver / digital) by connecting the signals, which represent its A and cos A, to the input of the function generator via suitable resistors. The switch control signals represent an angle B to select the closely weighted resistors, the outputs of which are interconnected. The digital input signal, which represents the angle B, changes the analog signal sin A with the signal cos B and even the signal cos A with sin B in such a way that the products sin A cos B and cos A sin B are formed. The difference of these two products is formed, i.e. sin A cos B - cos A sin B, which after amplification becomes equal to an error signal E = sin (A - B) and is converted to an analog voltage V, which is prbpor- 7710341 » -8 tional against (A - B). A voltage-controlled oscillator generates pulses with a pulse frequency, which is a function of V. These pulses are counted by a counter designed for both up and down counting, the outputs of which represent the digital control signals for setting the function generator switch. If the error signal E is zero, the counter displays the angle A in digital (binary) form, which results in the desired electrical / digital conversion, ie electrical / resolver and subsequent resolver / digital conversion.

Funktionsgeneratorn kan vara utförd som en enda hybridgenera- tor, i vilken endast valda binära generatorsteg är mångfaldigade för att erhålla den önskade elgon/digital- eller digital/elgonomvandlin- gen. En funktionsgenerators mest signifikanta binära positioner bör gärna representeras av viktade lågresistiva motstånd (resistansele- ment). I sådana fall, där extremt hög noggrannhet är mycket viktig, kan man undvika den ringa resistansen, som annars i det som stege kopplade motståndsnätet uppträder på grund av de spänningsstyrda strömställarna, genom att vissa valda, högsignifikanta bitar kan mate- rialiseras som två skilda och som var sin stege kopplade nät för sin 6 resp. cos 6. De lågsignifikanta övriga sifferpositionerna, för vilka resistanserna är större och därför mindre känsliga mot små icke- önskade resistanser, kan då ingå i den enda funktionsgeneratorn. Det bör dock observeras, att en dylik hydridisering i de fall, då mycket hög noggrannhet kräves, behövs främst på grund av de för närvarande tillgängliga spänningsstyrda strömställarnas brister, eftersom en idealisk strömställare inte har något "kontaktmotstånd", vare sig det rör sig om mekaniska eller elektroniska eller andra slags strm- ställare, men än så länge finns åtminstone ingen elektronisk ström- ställare med tillräckligt lågtkontaktmotstånd i det nyssnämnda fallet, där mycket hög noggrannhet krävs.The function generator can be designed as a single hybrid generator, in which only selected binary generator stages are multiplied to obtain the desired electrical / digital or digital / electrical conversion. The most significant binary positions of a function generator should preferably be represented by weighted low-resistance resistors (resistance elements). In such cases, where extremely high accuracy is very important, the low resistance which otherwise occurs in the ladder-connected resistor network due to the voltage-controlled switches can be avoided, by certain selected, highly significant bits being materialized as two separate and which was its ladder connected net for its 6 resp. cos 6. The low-significance other digit positions, for which the resistances are larger and therefore less sensitive to small undesired resistances, can then be included in the only function generator. It should be noted, however, that such hydration in cases where very high accuracy is required, is mainly due to the shortcomings of the currently available voltage controlled switches, since an ideal switch has no "contact resistance", whether mechanical or electronic or other types of switches, but so far there is at least no electronic switch with sufficient low contact resistance in the case just mentioned, where very high accuracy is required.

Genom uppfinningen enligt huvudpatentkravet blir det möjligt att avsevärt nedbringa antalet komponenter i både elgon/digital- och digi- tal/elgonsignalomvandlare utan att ge avkall på noggrannhet och/eller funktionsegenskaper. Det är även möjligt att skapa en omvandlare för elgon/digital- eller för digital/elgonomvandling med spänningsstyrda strömställare utan att funktionsgeneratorns utsignal påverkas av de strömställarstyrande signalerna.The invention according to the main patent claim makes it possible to considerably reduce the number of components in both electrical / digital and digital / electrical signal converters without sacrificing accuracy and / or functional properties. It is also possible to create a converter for electrical / digital or for digital / electrical conversion with voltage-controlled switches without the output signal of the function generator being affected by the switch-controlling signals.

Fig. 1 visar en funktionsgenerator i en digital/elgonomvandla- re. Fig. la visar en CMOS-strömställare för användning i en generator enligt fig. l och enligt fig. 2. Fig. 2 visar en enda funktionsgene- rator enligt uppfinningen i en elgon/digitalomvandlare. Fig. 3 öisar en hybridgenerator enligt uppfinningen för användning i en nämnd omvandlare.Fig. 1 shows a function generator in a digital / electric converter. Fig. 1a shows a CMOS switch for use in a generator according to Fig. 1 and according to Fig. 2. Fig. 2 shows a single function generator according to the invention in an electric / digital converter. Fig. 3 shows a hybrid generator according to the invention for use in a said converter.

Fig. l visar en digital/resolveromvandlare 10 med en operations- förstärkare ll för en referensbärvåg, som på för sådana omvandlare sedvanligt sätt tillföras förstärkaringången lla. Förstärkarutgången llb matar en funktionsgenerator 12, som består av flera binärviktade motstånd R, 2R, 4R ..... 2nR, där prefixen 2, 4.....n representerar sifferpositionerna i den binära representationen av en vinkel 6, var- vid det kan finnas exempelvis tio binära bitar (binärelement). Det är visserligen känt att använda endast en kvadrant eller en oktant av funktionen sin 6 eller cos 9 för att väsentligt öka elgonnoggrannhe- ten, men detta beskrives inte nedan, fastän uppfinningsföremâlet gi- vetvis är användbart även i med kvadrant- eller oktantströmställning arbetande omvandlare.Fig. 1 shows a digital / resolver converter 10 with an operational amplifier 11 for a reference carrier, which is supplied to the amplifier input 11a in the manner customary for such converters. The amplifier output 11b supplies a function generator 12, which consists of several binary-weighted resistors R, 2R, 4R ..... 2nR, where the prefixes 2, 4 ..... n represent the numerical positions in the binary representation of an angle 6, wherein there can be, for example, ten binary bits (binary elements). It is admittedly known to use only one quadrant or an octant of the function sin 6 or cos 9 to substantially increase the electrical accuracy, but this is not described below, although the object of the invention is of course useful also in transducers operating with quadrant or octane current position.

De i fig. 1 till vänster belägna ändarna av motstånden R ....2nR är hopkopplade och anslutna till förstärkarens ll utgång llb. Mot- stândens högra ändar är anslutna till var sin omkopplares 13-l ..... 13-n ingång. Dessa omkopplare är här enpoliga tvåvägsomkopplare, nämli- gen med var sin ingång l3-la osv och var sitt par utgångar 13-lb och 13-lc osv. Omkopplarna manövreras med en vid en styringång 13-ld osv tillförd digital binär styrsignal, varvid dessa styringångar är sam- ordnade med var sitt till omkopplarens 13 ingång anslutna viktade mot- stånd R osv.The ends of the resistors R .... 2nR located on the left in Fig. 1 are connected and connected to the output llb of the amplifier 11. The right ends of the resistors are connected to the 13-l ..... 13-n input of each switch. These switches here are single-pole two-way switches, namely with their respective inputs l3-la and so on and their respective pairs of outputs 13-lb and 13-lc and so on. The switches are operated with a digital binary control signal applied to a control input 13-ld, etc., these control inputs being coordinated with weighted resistors R, each connected to the input of the switch 13, and so on.

Omkopplarnas ena utgångar (med suffixet b), dvs 13-lb, 13-2b.... l3nb, är hopkopplade och förbundna med det ena utgångsmotstândet 14, och på samma sätt är de med suffixet c betecknade andra utgângarna hopkopplade och anslutna till utgångsmotstândet 15. Dessa båda motstånds andra ändar avger strömsignaler, vilkas strömstyrka representerar vin- kelns 6 sinus resp. cosinus. Med hjälp av efterkopplade förstärkare 16 och 17 omvandlas dessa strömsignaler till spänningssignaler, vilka li- kaledes representerar sinus resp. cosinus.One of the outputs of the switches (with the suffix b), i.e. 13-lb, 13-2b .... l3nb, are connected and connected to one output resistor 14, and in the same way the other outputs designated by the suffix c are connected and connected to the output resistor. 15. The other ends of these two resistors emit current signals, the current of which represents the sine of the angle 6 and 6, respectively. cosine. With the aid of connected amplifiers 16 and 17, these current signals are converted into voltage signals, which also represent sine and. cosine.

Omkopplarna 13 är spänningsstyrda och visas på ritningen på sam- ma sätt som elektromekaniska omkopplare med var sin rörliga kontaktarm 13-le, l3-2e .... 13-ne, som omställes medelst en vid styringången 13- ld, 13-2d osv tillförd digital styrsignal. Här antages att en styrsig- nal i form av en binär ett-signal flyttar kontaktarmen till den med suffixet b betecknade fasta omkopplarkontakten, medan en binär noll- signal flyttar kontaktarmen till den med c betecknade andra fasta om- kopplarkontakten. Strömmarna i utgångsmotstånden 14 och 15 åstadkommer därför var sin utsignal, vars värde representerar sin 6 resp. cos 6 "dííïlóšlíšﬂ-“špmi 771 03104- fastän endast en enda funktionsgenerator användes.The switches 13 are voltage-controlled and are shown in the drawing in the same way as electromechanical switches, each with its own movable contact arm 13-le, 13-2e .... 13-ne, which is switched by means of one at the control input 13-ld, 13-2d, etc. added digital control signal. Here it is assumed that a control signal in the form of a binary one signal moves the contact arm to the fixed switch contact denoted by the suffix b, while a binary zero signal moves the contact arm to the other fixed switch contact denoted by c. The currents in the output resistors 14 and 15 therefore each produce their own output signal, the value of which represents their 6 and 6, respectively. cos 6 "dííïlóšlíš ﬂ-“ špmi 771 03104- although only a single function generator was used.

Omkopplarna 13 utgöres lämpligen, såsom redan nämnts, av var sitt par enkla strüställare, som med fördel kan vara CMOS-strömstäl- lare för uppkoppling av önskade förbindelser mellan varje enskild om- kopplares ingång och endera utgången. Lämpligen användes s.k. CMOS- multiplexorer av fabrikat RCA med typbeteckningarna MOS CD 4053A och 40533. Enligt fig. la finns tre digitala ingångar 17-l, 17-2 och 17-3 'för var sin digitala styrsignal för tre nivåomvandlande steg 18, 19 och 20, vilkas utsignaler tillföres var sin binära avkodare 21, 22 och 23 för omvandling av binärt till en-bland-två (en-av-två). Exempelvis kan dekadens 21 båda utgångar avge ett-signaler, dvs ha en motsvaran- de signalnivå, alltefter den från steget 18 tillförda binära signalens nivå (etta eller nolla). Det inte betecknade blocket längst ned till vänster i fig. l, som matas med en spärrsignal, är ett i dylika samman- han¶,välkänt steg utan direkt samband med själva uppfinningen och för- hindrar avkodning tills hela kopplingsanordningen hunnit stabilisera sig efter en operation.The switches 13 suitably consist, as already mentioned, of a pair of simple switches, which can advantageously be CMOS switches for connecting desired connections between the input of each individual switch and either of the outputs. Suitably, so-called CMOS multiplexers made by RCA with the type designations MOS CD 4053A and 40533. According to Fig. 1a, there are three digital inputs 17-1, 17-2 and 17-3 'for each digital control signal for three level converting stages 18, 19 and 20, whose outputs are each applied to binary decoders 21, 22 and 23 for conversion of binary to one-of-two (one-of-two). For example, both outputs of the decadent 21 can emit one-signals, ie have a corresponding signal level, according to the level of the binary signal supplied from step 18 (one or zero). The non-designated block at the bottom left in Fig. 1, which is supplied with a blocking signal, is a step well known in such contexts, directly related to the invention itself, and prevents decoding until the entire switching device has stabilized after an operation. .

Varje avkodares båda utgångar är kopplade till var sin transis- torgrinds TG båda styringångar. Exempelvis är avkodarens 21 båda ut- gångar förbundna med var sin grinds 24 och 25 styringångar.The two outputs of each decoder are connected to the respective control inputs of each of the transistor gates TG. For example, the two outputs of the decoder 21 are connected to control gates 24 and 25, respectively.

Om funktionsgeneratorn skall användas i en digital/elgonomvand- lare, ledes de digitala insignalerna till de nivâomvandlande stegens 18-20 ingångar 17-l, 17-2 resp. 17-3. Nätets viktade motstånd är an- slutna till ingångar 26, 27, 28. Uttagen 29, 31 och 33 är hopkopplade och anslutna till motståndet 14, medan de likaledes hopkopplade utta- gen 30, 32 och 34 är anslutna till motståndet 15.If the function generator is to be used in a digital / electrical converter, the digital inputs are routed to the inputs 17-20, 17-2 resp. 17-3. The weighted resistors of the network are connected to inputs 26, 27, 28. The terminals 29, 31 and 33 are connected and connected to the resistor 14, while the likewise connected terminals 30, 32 and 34 are connected to the resistor 15.

Vid användning i en elgon/digitalomvandlare är uttagen 26-28 gemensamt anslutna till en referensingâng. Uttagen 29, 31, 33 är an- slutna till ingångsledaren för sinussignalen, medan uttagen 30, 32, 34 är anslutna till ingångsledaren för cosinussignalen. Den önskade digitala utsignalen uppträder på styringångarna 17-1, 17-2 och 17-3.When used in an electric / digital converter, the sockets 26-28 are jointly connected to a reference input. The sockets 29, 31, 33 are connected to the input conductor of the sine signal, while the sockets 30, 32, 34 are connected to the input conductor of the cosine signal. The desired digital output signal appears on the control inputs 17-1, 17-2 and 17-3.

Antalet integrerade kretsar i form av brickor (chips) är bero- ende av antalet digitala bitar. De i fig. l visade och i samband här- med beskrivna spänningsstyrda omkopplarna är visserligen mycket lämp- liga, men även andra halvledarstrmställare med sama eller liknande egenskaper kan användas i stället. Pâ grund av spänningsstyrningen kan den beskrivna omkopplartypen användas utan risk att styrsignal- strömmar skulle kunna intränga i de av omkopplarna manövrerade huvud- signalbanorna. Om däremot exempelvis en även i dylika samband sedvan- lig strömstyrd transistor skulle användas, skulle den vid styreiektro- "W-*W :”“"'""'""_ 'åﬁ-w" M' ﬁmmm" w" *W_"M"_~'" 7 den, dvs vid baselektroden, tillförda styrstrmmen ge upphov till en ström mellan bas och emitter eller mellan bas och kollektor och så- ledes medföra strömläckning in i huvudsignalsträckan mellan emitter och kollektor, varigenom den till transistorn anslutna nätgrenen skulle pâverkas på icke-önskat sätt. Vid användning av CMOS-transisto- rer förekommer ingen eller endast en försumbar strömläckning av ovan- nämnt slag, eftersom baselektroden är spänningsstyrd.The number of integrated circuits in the form of chips depends on the number of digital bits. The voltage-controlled switches shown in Fig. 1 and in connection with this are admittedly very suitable, but other semiconductor switches with the same or similar properties can also be used instead. Due to the voltage control, the type of switch described can be used without the risk that control signal currents could enter the main signal paths operated by the switches. On the other hand, if, for example, a current-controlled transistor were also used in such connections, it would, in the case of control electro- "W- * W:" "" '' "" "" _ 'å ﬁ- w "M' ﬁ mmm" w "* W_ The control current applied to the base electrode, ie at the base electrode, gives rise to a current between base and emitter or between base and collector and thus cause current leakage into the main signal distance between emitter and collector, whereby the mains branch connected to the transistor would be affected in an undesirable way. When using CMOS transistors, there is no or only a negligible current leakage of the above kind, since the base electrode is voltage controlled.

Fig. 2 visar en elgon/digitalomvandlare, till vilken en signal sin A och en signal cos A tillföres via var sitt motstånd 41 resp. 42.Fig. 2 shows an electric / digital converter, to which a signal sin A and a signal cos A are applied via respective resistors 41 and 41, respectively. 42.

Dessa motstânds icke till ingången för denna signal anslutna ändar är anslutna till de spänningsstyrda omkopplarnas 43-l .... 43-n ena fas- ta uttag (kontakter) 43-la ... 43-na resp. andra fasta uttag 43-lb ... 43-nb. Varje omkopplare manövreras av en digital styrsignal, som till- föres styringângarna 43-ld ... 43-nd, som mottar var sin binärt digi- tala styrsignal. Varje omkopplares utgång 43-lc ... 43-no är ansluten till det med omkopplaren samverkande nätmotståndet Rl....Rn. Varje sådant motstånd har sitt bestämda viktade värde såsom beskrivits läng- re ovan, så att motstånden bildar funktionsgeneratorns nämnda mot- ståndsnät, som är kopplat i form av en stege.These ends, which are not connected to the input of this signal, are connected to the voltage-controlled switches 43-l .... 43-n one fixed socket (contacts) 43-la ... 43-na resp. other fixed sockets 43-lb ... 43-nb. Each switch is operated by a digital control signal, which is applied to the control inputs 43-ld ... 43-nd, which each receive their own binary digital control signal. The output of each switch 43-lc ... 43-no is connected to the mains resistor Rl .... Rn cooperating with the switch. Each such resistor has its determined weighted value as described further above, so that the resistors form the said resistance network of the function generator, which is connected in the form of a ladder.

De viktade motståndens icke till omkopplarna anslutna ändar är hopkopplade och anslutna till en operationsförstärkares 45 ingång och avger en signal, vars ströstyrka är en funktion av uttrycket sin A cos B - cos A sin B, emedan den digitala insignalen och viktade motstånd ändrar insignalen sin A med cos B på sådant sätt att produk- ten sin A cos B erhålles. På samma sätt erhålles produkten cos A sin B genom att den över motståndet 142 tillförda signalen cos A ändras i enlighet med den digitala tillförda signalen med sin B.The ends of the weighted resistors not connected to the switches are interconnected and connected to the input of an operational amplifier 45 and emit a signal, the current of which is a function of the expression sin A cos B - cos A sin B, because the digital input signal and weighted resistors change the input signal sin A with cos B in such a way that the product sin A cos B is obtained. In the same way, the product cos A is obtained sin B by changing the signal cos A applied across the resistor 142 in accordance with the digitally applied signal with its B.

Strömsignalen tillföres operationsförstärkaren 45 som avger en motsvarande spänningssignal vid sin utgång 45a. Eftersom sin A cos B - cos A sin B som bekant är lika med sin (A - B), avger förstärkaren således en det sistnämnda värdet representerande felsignal E vid ut- gången 45a.The current signal is applied to the operational amplifier 45 which emits a corresponding voltage signal at its output 45a. Since sin A cos B - cos A sin B is known to be equal to sin (A - B), the amplifier thus emits an error signal E representing the latter value at output 45a.

I det fallet att en växelströmssignal användes som bärvåg för omvandlaren ledes felsignalen E över en demodulator 46 för att avlägs- na bärvågen. Den sålunda demodulerade felsignalen E tillföres sedan en felbehandlare 47, som avger en mot skillnaden mellan själva vinklar- na A och B svarande växelspänning V, som styrspänning till en spännings- styrd oscillator 48. Denna oscillator 48 alstrar pulser med en puls- frekvens som är proportionell mot den tillförda spänningen V och såle- des mot vinkeldifferensen A-B. Dessa pulser tillföres en flerstegs '7710341v8 räknares 50 ingång 49a. Antalet räknarsteg är minst lika med antalet bitar (positioner) i vinkeldatas digitala representation.In the event that an AC signal is used as the carrier for the converter, the error signal E is passed over a demodulator 46 to remove the carrier. The thus demodulated error signal E is then applied to an error handler 47, which emits an alternating voltage V corresponding to the difference between the angles A and B itself, as control voltage to a voltage-controlled oscillator 48. This oscillator 48 generates pulses with a pulse frequency which is proportional to the applied voltage V and thus to the angular difference AB. These pulses are applied to the input 49a of a multistage 777 counter. The number of counter steps is at least equal to the number of bits (positions) in the digital representation of the angular data.

Omvandlaren enligt fig. 2 arbetar på följande sätt. Om ingen signal uppträder för vinkeln B, antages denna vinkel vara noll, var- vid felsignalen E skulle bli ganska stor, så att pulsoscillatorn 48 gavger ett stort antal pulser, som representerar felsignalen. Dessa pulser räknas,och lagras således, i räknaren 50, som då till omkopplar- nas styringångar 43-ld ..._ 43-nd avger en binär signal för att åstad- koma de ändrade värdena sin B och cos B så att de ovannämnda produk- terna bildas. Vinkeln B ökar därför starkt och minskar följaktligen felsignalen, varigenom oscillatorns 48 pulsfrekvens minskas tills felsignalen slutligen blir noll och oscillatorn därför upphör att avge pulser. Behandlingsprocessen är då avslutad och den önskade digi- tala signal, som representerar vinkeln A, erhålles då vid räknarens utgång, vilket innebär att vinklarna B och A nu är lika, dvs efter den korta, för A/D- eller D/A-omvandlingen erforderliga tiden.The converter according to Fig. 2 operates in the following manner. If no signal appears for the angle B, this angle is assumed to be zero, whereby the error signal E would become quite large, so that the pulse oscillator 48 produces a large number of pulses, which represent the error signal. These pulses are counted, and thus stored, in the counter 50, which then outputs to the control inputs 43-ld ..._ 43-nd of the switches a binary signal to cause the changed values sin B and cos B so that the above-mentioned the products are formed. The angle B therefore increases sharply and consequently decreases the error signal, whereby the pulse frequency of the oscillator 48 is reduced until the error signal finally becomes zero and the oscillator therefore ceases to emit pulses. The processing process is then completed and the desired digital signal, which represents the angle A, is then obtained at the output of the counter, which means that the angles B and A are now equal, ie after the short one, for the A / D or D / A conversion. required time.

De varandra motsvarande motstånden 41, 42 i elgon/digitalomvand- laren enligt fig. 2 och motstånden 14, 15 i digital/elgonomvandlaren enligt fig. 1 ändrar en annars linjär representation av sinus- och cosinussignalerna och avger på detta sätt signaler, vilkas form bätt- re överensstämmer med de verkliga sinus- och cosinuskurvorna.The corresponding resistors 41, 42 in the electrical / digital converter according to Fig. 2 and the resistors 14, 15 in the digital / electrical converter according to Fig. 1 change an otherwise linear representation of the sine and cosine signals and in this way emit signals, the shape of which is improved. - re corresponds to the real sine and cosine curves.

I de fall då mycket hög noggrannhet kräves, har det visat sig att de ovan beskrivna bipolära CMOS-omkopplarnas ringa men icke oänd- ligt ringa inre resistans (“kontaktmotstånd") i den härtill anslutna grenen hos motståndsnätet påverkar de för de mest signifikanta bitar- na avsedda nätpartierna så, att deras viktade små resistansvärden blir högre. Omvandlarens noggrannhet kan dock i så fall ökas i hög grad, och så länge det inte finns sak. switchtransistorer eller dylikt som i ledande tillstånd är resistansfria, kan den höga noggrannheten upp- nås genom att använda en hyhridkrets 60 enligt fig. 3. Denna krets in- nehåller en enda funktionsgenerator 61 av samma slag som ovan beskri- vits och ett viktat binärt nät med tillhörande fastämnesströmställare.In cases where very high accuracy is required, it has been found that the low but not infinitely low internal resistance ("contact resistor") of the bipolar CMOS switches described above in the connected branch of the resistor network affects the most significant bits. However, the accuracy of the converter can be greatly increased in that case, and as long as there is no such thing as switch transistors or the like which are free of resistance in conducting states, the high accuracy can be achieved. by using a hybrid circuit 60 according to Fig. 3. This circuit contains a single function generator 61 of the same type as described above and a weighted binary network with associated solid state switch.

Därutöver innehåller omvandlaren enligt fig. 3 två ytterligare viktade motståndsnät 62 och 63, som samverkar med strömställargrupper, i praktiken i form av omkopplargrupper, 64 resp. 65, uppbyggda av tran- sistorer, varvid dessa grupper styres av signaler från det binära da- taordets högsignifikanta bitpositioner, som tillföres vid MSB för att styra härtill anslutna transistorer mellan ledande och oledande till- stånd och för att därigenom selektivt in- och/eller bortkoppla sådana viktade motstånd i motståndsnätet, som erfordras för att bilda énIn addition, the converter according to Fig. 3 contains two further weighted resistance networks 62 and 63, which cooperate with switch groups, in practice in the form of switch groups, 64 and 64, respectively. 65, made up of transistors, these groups being controlled by signals from the highly significant bit positions of the binary data word, which are applied to the MSB to control connected transistors between conducting and non-conducting states and thereby selectively input and / or disconnect such weighted resistors in the resistor network as are required to form one

Claims

challenged-location current signal with a magnitude which is a function of its 6 or cos 9. All switches are of the same type as shown here as switch 66 in the form of a npn transistor with low conduction resistance and of the type bipolar switch transistor. Such switches have the advantage that the low joint resistance has only a negligible effect on the total resistance in those of the current paths of the resistance network, the resistances of which are to form the most significant binary bits. These latter_current paths are separate from and independent of each other as shown in Fig. 3 and are connected to reference signal inputs REF1 and REF2 and provide the required contribution to the current signals which form their 9 and cos 6 for the most significant bit positions. - tionerna. The other low-significance bit positions supplied to LSB are processed by a single function generator network of in principle the same type as e.g. that described in connection with Fig. 1. One output 61a of this network outputs the currents corresponding to the low-significant bits, which are summed with the currents corresponding to the most significant bits in the common converter output 67, which outputs a resultant current signal, the value of which represents its 6. similar way - a current which in the output 68 of the converter 60 is combined with the current corresponding to the most significant bits, so that this output emits a current, the value of which represents cos 6. 7 Fig. 3 refers to a digital / electric converter, but the same Hybrid technology can just as well be used in electric / digital converters. Patent claims

A function generator for converting a value represented by a binary word into a pair of mutually complementary analog signals or vice versa, in which generator a resistance network is included, which contains for each binary bit in a data word (binary number) arranged and accordingly weighted resistance elements (R, 2R, 4R ... 2nR; 61-631, one end of which is fixedly connected to each other and connected to a reference signal source (11a, 26-28, REF1-REF2), - drawn by voltage-controlled two-way switches (13-l ..... l3-n; TG; 43-l ..... 43-n; 65) cooperating with each resistance element, the inputs of which are connected to each said resistance element 4 '77103144-8 10 and both outputs of which are connected to each of two analog signal lines common to the switches, "input" only referring to the socket corresponding to a movable contact arm, which is optionally connectable to either of the two with "output" denoted the sockets, and the switches we a control inputs (13-ld ..... l3-nd; 17-1, 17- 17-2, 17-3; 43-ld ..... 43nd; LSB, MSB) are adjustable to their one position by means of a binary bit signal of one type, e.g. a one-signal, and to its second position by means of a binary bit signal of the second type, e.g. a zero signal, and wherein both outputs of each switch are connected to each of the two analog signal conductors common to the switches (at 14, 15; 29-34; 41, 42; 67, 68) for each of the two complementary analog signals, such as sine and cosine signals.

Generator according to claim 1, characterized in that it is designed to convert the complementary analog signals S1 and S2, if they are different functions f1 and f2 of the same value A, ie S1 = f1 (A) and S2 = f2 (A ), in such a way that fl (A) is the time derivative of fz (Al, so that a [f2 (A)] flm = 'at

Generator according to claim 2, characterized in that S1 = sin A and S2 = cos A.

4. A generator according to any one of claims 1-3, wherein each switch consists essentially of two transistors with low conduction resistance and such a high input resistance for the transistor-controlling bit signal that the leakage of the control current into the collector-emitter circuit becomes negligible.

A generator according to claim 4, the two transistors of each switch are in pairs so combined with each other that they form a single-pole two-way switch.

Generator according to any one of the preceding claims for non-timeline characteristics - characterized by fermenting analog signals, characterized in that each of the two analog signal conductors contains a resistive resistor (14-15, 41-42). , whose resistance is so chosen that the conversion of non-linear functions becomes more accurate. MENTIONED PUBLICATIONS: