SU1005298A1 - Цифроаналоговый преобразователь - Google Patents

Description

{5) ЦИфРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

. : 1

Изобретение относитс  к «цифровой измерительной и вычислительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  цифровых величин.

Известен цифроаналоговый преобразователь , содержащий регистр входного цифрового кода, выход которого соединен со вторым входом ключевых элементов, выход источника опорного напр жени  соединен с пе|эвым входом ключевых элементов, выход ключевых л элементов соединен со входом резистивного делител  напр жени , выход резистивного делител  напр жени  соединен со входом операционного усилител , выход операционного усилител   вл етс  выходом цифроаналогового преобразовател  Cl3 .

Недостатком данного цифроаналогового преобразовател   вл етс  низка  точность преобразовани , ограниченна - точностью подгонки резисторов в резистивной матрице.

Известен также цифроаналоговый преобразователь,, содержащий регистр, цифровой коммутор, блок ключевых элементов, блок эталонных величин, блок суммировани  эталонных величин, блок выделени  paзнoctи, блок управлени  и первый блок свертки кодов, выход которого соединен с первым

входом цифрового коммутатора ВЫХОД:

которого подключен к первым входам

10 блока ключевых элементов, вторые входы которого соединены с выходом блока эталонных величин, выход блока - ключевых элементов подкл рчен к входу

j блока суммировани .эталонных величин выход которого через блок выделени  разности соединен с первым вхбдом блока управлени , первый и второй выходы блока управлени  соединены )

20 соответственно с управл ющими входами регистра ицифрового коммутат эра C2l .

Claims (3)

1. Недостатком данного устройства  вл етс  ограниченна  точность преобразовани  вследствие температурной и временной нестабильности, возникающей в резистивном делителе, напр жени  , который используетс  в блоке эталонных величин. Цель изобретени  - повышение точности преобразовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифроаналоговый преобразователь , содержащий регистр, цифровой коммутатор, блок ключевых элемен тов, блок эталонных величин, блок су мировани  эталонных величин, блок выделени  разности, блок управлени  и первый блок свертки кодов, выход которого соединен с первым входом цифрового коммутатора, выход которого подключен к первым входам блока ключевых элементов, вторые входы которого соединены с выходом блока эталонных величин, выход блока ключевых элементов подключен к входу блока суммировани  эталонных величин , выход которого .через блок выделени  разности соединен с первым входом блока управлени , первый и второй выходы блока управлени  соединены соответственно с управл ющими входами регистра и цифрового коммутатора , введены два реверсивных счет чика, второй блок свертки кодов, третий счетчик, блок сравнени  кодов, первый вход которого соединен с выходом регистра, второй вход с выходо третьего счетчика, а выход - с вторы входом блока управлени , причем выход первого реверсивного счетчика подключен к первому входу первого бл ка свертки кодов, второй выход которого соединен с первым входом второго реверсивного счетчика, выход кото рого подключен к первому входу второго блока свертки кодов, выход которого соединен с вторым входом цифрового коммутатора, при этом третий четвертый, п тый, шестой и седьмой выходы блока управлени  соединены соответственно со входом третьего счетчика, входом первого реверсивно го счетчика, вторым входом первого блока свертки кода и вторым входом второго блока свертки кода. На чертеже представлена функциональна  схема устройства. Схема содержит вход 1 преобразовател , регистр 2, счётчик 3, блок сравнени  кодов k, блок эталонных величин 5 блок ключевых элементов 6, блок суммировани  эталонных величин . 7 выход цифроаналогового преобразовател  8, блок выделени  разности 9 цифровой коммутатор 10, первый лок свертки кода 11, второй блок свертки кода 12, первый реверсивный счетчик 13, второй реверсивный счетчик Tt, блок управлени  15Вход 1 цифроаналогового преобразовател   вл етс  информационным, через который на первый вход регистра 2 поступает цифровой код. Выход регистра 2 соединен с первым входом блока сравнени  кодов k, второй вход которого подключен к выходу счетчика 3. Выход блока соединен со вторым входом блока управлени  15- Выход первого реверсивного счетчика 13 подключен ко второму входу первого блока свертки кода 11, первый выход которого соединен с первым входом цифрового коммутатора 10. Второй выход блока 11 подключен к первому входу второго реверсивного счетчика 1 выход которого соединен с первым входом второго блока свертки кода 12. Выход блока 12 подключен к третьему входу цифрового коммутатора 10. Вы- i ход цифрового коммутатора 10 соединен с управл ющими входами блока ключевых элементов 6, информационные входы которого подключены к выходу блока эталонных величин 5. Выход блока ключевых элементов 6 соединен со вхоДОМ блока суммировани  эталонных величин 7. Выход блока 7  вл етс  выходом 8 цифроаналогового преобразовател , на котором формируетс  результирующий аналоговый сигнал. Вход блока выделени  разности 9 соединен с выходом блока суммировани  эталонных величин 7. В процессе преобразо вани  блок выделени  разности 9 производит сравнение предыдущего и последующего .аналоговых сигналов, формирующихс  на выходе 8 цифроаналогового преобразовател . Выход блока 9 ..  вл етс  управл ющим и соединен с . первым входом блока управлени  15Первый , второй, третий, четвертый, п тый, шестой и седьмой,выходы блока управлени  15 соединены соответственно со вторым входом регистра 2, управл ющим входом цифрового коммутатора 10, входом счетчика 3, входом первого реверсивного счетчика 13, вторым входом второго реверсивного счетчика Н, вторым входом первого блока свертки кода 11 и йторым входом второго блока свертки кода 12. Блок 15 обеспечивает функциониров ние устройстве.. Цифроаналоговый преобразователь работает в одном режиме, т.е. в режиме преобразовани  кодов с иррациональным основанием в аналоговые сигналы . В процессе преобразовани  производитс  оперативный контроль линейности вь1ходной характеристики, опред л ютс  величины отклонений весов раз р дов от требуемых величин, производитс  их регистраци  и коррекци . К кодам с, иррациональным основанием относ тс  р-коды Фибоначчи. В кодах золотой р-пропорции любое действительное число у может быть представлено в виде «о « -двоична  цифра; где q -вес 1-го разр да. По команде блока управлени  15 входной код записываетс  в регистр 2 В следующий такт времени в младшие разр ды первого реверсивного счетчика 13 и второго реверсивного счетчика 1 4 записываетс  по единице. По команде блока 15.кодова  кокйинаци  наход ща с  в первом реверсивном сче чике 13. через устройство свертки ко дов 1 1 , цифровой коммутатор 10 подаетс  на управл ющие входы к/точевых элементов 6, которые осуществл ют по ключение аналоговых величи  от блока эталонных величин 5 через информационные входы ключевых элементов 6, ко входу блока суммировани  эталонны величин 7. В результате этого на выходе 8 цифроаналогового преобразовател  сформируетс  аналоговый эквивалент кодовой комбинации, наход щейс  в первом реверсивном сметчике 13.. После этого по команде блока 15 будет осуществлена свертка кодовой комбина ции, наход щейс  в первом реверсивно счетчике 13. в первом блоке свертки кодов 11. Свернута  кодова  комбинаци  через цифровой коммутатор 10 подаетс  на управл ющие входы ключевых элементов 6 и обеспечивает подач через информационные входы блока 6 аналоговых величин с блока 5 на блок 7. В результате на выходе 8 цифроанаглогового преобразовател  сформируетс  аналоговый эквивалент свернутой кодовой комбинации. Если веса ,разр дов устройства суммировани  эталонных величин 7 соответствует требуемым , то блок выделени  разности 9 не зафиксирует разницы между аналоговыми эквивалентами развернутой и свернутой кодовых комбинаций. По команде блока управлени  15 производитс  свертка кодовой комбинации, наход щейс  во втором реверсивном счетчике I, во втором блоке свертки 12, параллельно во времени, к содержимо му счетчика 3 прибавл етс  единица. Если все веса разр дов блока соответствуют требуемым, то аналогичные действи  выполн ютс  до тех пор, пока код, записанный в счетчике 3, не становитс  равен входному коду, наход щемус  в регистре
2. 2. Момент равенства кодов зафиксируетс  блоком сравнени  кодов k, управл ющий сигнал с выхода .которого поступает йа вто- рой вход блока управлени  15. По команде блока 15 с выхода 8 цифроаналогового преобразовател  можно будет снимать результирующий аналоговый эквивалент входного кода. При несоответствии весов разр дов требуемым значением процесс преобразова ни  будет происходить следующим образом. Пусть вес 1-го разр да не соответствует требуемому значению. На очередном шаге преобразовани  в первом, реверсивном счетчике 13 и . втором реверсивном счетчике Н записываютс  кодовые комбинации, содержащие единицы в (1-1)-м и (1-2) разр дах. Ко- , дова  комбинаци , находща с  .в первом реверсивном счетчике 1р, через блок 11., цифровой коммутатор 10 поступает на управл ющие входы блока ключевых элементов 6, который осуществл ет подачу аналоговых чин от блока 5 через информационные входы блока & на блок суммировани  эталонных величин 7 В результате на выходе 8 цифроаналогового преобразовател  формируетс  аналоговый эквивалент кодовой комбинации, наход щейс  в первом реверсивном счетчике 13 и втором реверсивном счетчике It. По команде блока 15 в первом локе свертки кодов 11 производитс  свертка кодовой комбинации, наход ейс  в первом реверсивном счетчике 13. Свернута  кодова  комбинаци  через .блок 10 поступает на управл юие входы ключевых элементов б котоk рые через информационные входы осуществл ют подачу аналоговых величин от блока эталонных величин 5 на блок суммировани  эталонных величин 7. На выходе 8 цифроаналогового преобразовател  сформируетс  аналоговый эквивалент свернутой кодовой комбина ции, наход щейс  в первом реверсивном счетчике 13. Так как вес 1-го разр да не соответствует требуемому значению, то блок выделени  разности 9 зафиксирует перепад уровней аналог вых эквивалентов развернутой и свернутой кодовых комбинаций и его знак, и выдает управл ющий сигнал, который поступит на первый вход блока управлени  15. Если знак расстройки положительный , т.е. вес 1-го разр да больше суммы весов (1-1) и (1-2)-го разр да , то по команде блока управлени  15 к кодовой комбинации, содержащейс  во втором реверсивном счетчике It, добавл етс  единица. Полученна  кодова  комбинаци  через блок 12, цифровой коммутатор 10 подаетс  на управл ющие входы ключевых элементов 6, которые через информационные входы осуществл ют подачу аналоговых величин от блока эталонных величин 5 на блок суммировани  эталонных величин 7. На выходе 8 цифроаналоговог преобразовател  формируетс  аналоговый эквивалент кодовой комбинации, наход щейс  во втором реверсивном счетчике 1. Одновременно производит с  прибавление единицы к содержимому счетчика 3. По команде блока 15 путем подачи через блок 11, цифровой коммутатор 10 на управл ющие входы ключевых элементов 6, осуществл ющих подключение аналоговых величин через их информационные входы от блока 5 к блоку 7, кодовой комбинации, содержащейс  в первом реверсивном счет чике 13, на выходе 8 цифроаналогового преобразовател  сформируетс  анал говый эквивалент кодовой комбинации, наход щейс  в блоке 13. Аналогичные дейетви  будут выполн тьс  до тех пор, пока блок выделени  разности 9 не прекращает фиксировать.разность между уровн ми аналоговых эквивалентов нескорректированной кодовой комбинации , наход щейс  в первом реверсивном счетчике 13 и скорректированной кодовой комбинации, наход щейс  во втором реверсивном счетчике Т, или пока блок сравнени  кодов не выдает сигнал о равенстве кодов, наход щихс  в регистре 2 и счетчике
3. 3. В первом случае кодова  комбинаци , наход ща с  в блоке 13, перепишетс  по команде блока 15 в блок И, и процесс преобразовани  продолжаетс  дальше. Во втором случае по команде блока 15 с выхода 8 цифроаналогового преобразовател  снимаетс  аналоговый эквивалент скорректированной кодовой комбинации, наход щейс  во втором реверсивном счетчике 1,  вл ющейс  результатом преобразовани  код-аналог . Если знак расстройки отрицательный , т.е. вес 1-го разр да меньше суммы весов (1-1)-го и (1-2)-го разр дов , то по команде блока управлени  15 к содержимому первого реверсивного счетчика 13 добавл етс  единицаi По команде блока управлени  15 кодова  комбинаци , наход ща с  во втором реверсивном сметчике 1Л, через блок 12,цифровой коммутатор 10 подаетс  на управл ющие входы ключевых элементов 6, которые через информационные входы осуществл ют подключение аналоговых величин от блока 5 к блоку 7. 8результате на выходе 8 цифроаналогового преобразовател  формируетс:  аналоговый эквивалент кодовой комбинации , наход щейс  во втором реверсивном счетчике . По команде блока 15 кодова  комбинаци , наход ща с  в первом реверсивном счетчике 13, через блок 11, цифровой коммутатор 10 подаетс  на управл ющие входы ключевых элементов 6, которые осуществл ют подключение аналоговых величин от блока 5 к блоку суммировани  эталонных вели4ин 7. В результате на выходе формируетс  аналоговый эквивалент кодовой комбинации, наход щейс  в первом реверсивном счетчике 13. Аналогичные действи  выполн ютс  дотех пор, пока блок выделени  разности 9не прекращает фиксировать разность между уравнени ми аналоговых эквивалентов Нескорректированной кодовой комбинации, наход щейс  во втором реверсивном счетчике Н и скорректирйванной кодовой комбинации, наход щейс  в первом реверсивном счетчике 13.Когда это произойдет по команде блока управлени  15 к содержимому счетчика 3 прибавл етс  единица,.и процесс преобразовани  продолжаетс . Когда а ходе преобразовани  достига-. етс  равенство кодов в регистре 2 и счетчике 3, с выхода блока сравнени кодов k поступает управл ющий сигна на второй управл ющий вход блока управлени ; 15. При этом на выходе 8 цифроаналогового преобразовател  сформируемс  результирующий сигнал,  вл ющийс  аналоговым эквивалентом скорректированной -кодовой комбинации , наход щейс  в первом реверсивном счетчике 13 .В предлагаемом устройстве за сче цифровой коррекции точность преобра зовани  код-аналог выше технологи ческой точности элементов блока эта лонных величин. Важным преимуществом предлагаемо го устройства  вл етс  то, что коррекци  производитс  в процессе преобразовани , что позвол ет при эксплуатации устройства значительно увеличить .его срок службы, улучшить точностные параметры. : При изготовлении -цифроаналоговых преобразов.ателей в; виде ийтегральны микросхем увеличитс  на этапе произ водства выпуск годной продукции.. Предлагаемое Vcтpoйcтвo выгодно, отличаетс  от известных использующих коды с иррациональным основанием тем, что не требует дл  сопр жени :, с существующими средствами вычислительной техники преобразователей кодов, так как регистр 2 и счетчик 3 могут быть выполнены дл  системы счислени  с любым основанием. Формула изобретени  Цифроаналоговый преобразователь, содержащий регистр, цифровой коммутатор , блок ключевых элементов, блок эталонных величин, блок суммировани  эталонных величин, блок выделени  разности, блок управлени  и первый блок свертки кодов, выход которого соединен с первым входом цифрового коммутатора, выход которого подключен к первым входам блока ключевых элементов, вторые входы которого соединены с выходом блрка эталонных величин, .выход блока ключевых элементов подключен к входу блока суммировани  эталонных величин, выход которого, через блрк выделени  разности Соединен с первым входом блока управлени  j первый и второй выходы блока управлени  соединены соответственно с управл щими входами реги-/ стра и цифрового коммутатора, отл и ч-а ю щ и и с   тем, что, с . целью повышени  точности, в него введейы два реверсивных счетчика, второй блок свертки кодов, третий счетчик, блок сравнени  кодов, первый .вход которого соединен с выходом региртра, второй вход с выходом третьего счетчика, а выход - с вторым входом блока управлени , причем выход первогореверсивного счетчика подключен к первому входу первого блока свертки кодов, второй выход которого соединен с. первым входом второго реверсивного счетчика, выход которого подключен к первому в.ходу второго блока свертки кодов, выход которого соединен с вторым входом цифрового коммутатора, при этом третий, четвертый , п тый, шестой и седьмой вы- . ходы блока управлени  соединены соответственно с входом третьего счетчика , входом первого реверсивного счетчика, вторым входом первого блока свертки кода и вторым входом второго блока свертки кода. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 03 К 13/02, 09.08.73. 2L. Авторское свидетельство СССР по за вке Vf 2853223, кл, Н 03 К 13/02, .79 (прототип).

   Ц