SU1014143A1 - Цифро-аналоговый преобразователь - Google Patents

Abstract

ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик, выход которого соединен с первым входом блока формигровани  кодового импульса, второйвход которого подключен к шинам входного кода, источник образцового напр жени , аналоговый ключ, усредн ющий блок и блок управлени , первый вход которого соединен с выходом генератора/ т актовых импульсов и входом счетчика, второй вход - с выходом блока формировани  кодового импульса, выход блока управлени  - с первым входом аналогового ключа; второй вход которого подключен к источнику образцового напр жени , а выход через усредн ющий блок - к выходу всего устройства , отличающийс  тем, что, с целью повьаиени  линейное ти выходной характеристики, в него введен блок временного сдвига, вход которого соединен с.выходом счетчи (Л ка, а выход подключен к третьему входу блока управлени  аналоговым ключом. с ± 1Г 4 О2 Ф1Л1

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть исполь зовано в информационно-измерительны системах, в системах автоматического регулировани . Известен цифро-аналоговый преобразователь , содержащий ключи, резистивную матрицу и операционный усилитель Cl , Г Однако он характеризуетс  ограниченной точностью,обусловленной качес твом подгонки резисторов в матрице. Известен также цифро-аналоговый преобразователь, содержащий генерато тактовых импульсов, счетчик, выход .которого соединен с первым входом блока формировани  кодового импульса второй вход которогоподключен к шинам входного кода, источник образцового напр жени , аналоговый ключ,усредн ющий блок и блок управлени , первый вход которого зоединен с выхо дом генератора тактовых импульсов и входом счетчика, второй вход - с выходом блока формировани  кодового импульса, выход .блока управлени  с первым входом аналогового ключа, второй вход которого подключен к ИС точнику образцового напр жени , а вы ход через усредн ющий блок - к выход всего устройства 2.Недостатком известного устройства  вл етс  то, что паразитные парамет ры его схемы (задержки при включении и выключении логических устройств и ключей неодинаково вли ют на выходное напр жение преобразовател  пр различных комбинаци х управл ющего кода. Это не позвол ет получить линейную выходную характеристику. Цель изобретени  - повышение линейности выходной характеристики уст ройства. Поставленна  цель достигаетс  .тем, что в цифро-аналоговый преобразователь , содержащий генератор такто вых импульсов, счетчик, выход которого соединен с первым входом блока формировани  кодового импульса, второй вход которого подключен к шинам .входного кода, источник образцового напр жени , аналоговый ключ, усредн ющий блок и блок управлени , первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом счетчика, второй вход блока - с выходом блока формировани  кодового импульса, выход блока управлени  - с первым входом аналогового ключа, вто рой вход которого подключен к источнику образцового напр жени , а выход через усредн ющий блок - к выходу всего устройства, введен времен ного сдвига, вход которого соединен с выходом счетчика, а выход подключен к третьеМу входу блока управлени аналоговым ключом. На фиг.1 представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющи-е его работу. Цфиро-аналоговый преобразователь (ЦАП состоит из генератора 1 тактовых импульсов, счетчика 2 емкостью у|, блока 3 формировани  кодового импульса , блока 4 временного сдвига, аналогового ключа 5, блока 6 управлени , источника 7 образцового напр жени  и усредн ющего устройства 8. Выход тактового генератора 1 соединен с входом счетчика 2, а также с первым синхронизирующим входом блока 6 управлени . Кодовый выход счетчика 2 подключен к первому входу блока 3 формировани  кодового импульса , а на второй вход блока 3 подаетс  управл ющий (преобразуемый) код NX. Выход счетчика 2 соединен также с входом блока 4 временного сдвига. Выходы блоков 3 и 4 формировани  кодового импульса и временного сдвига соединены соответственно с вторым и третьим входами блока б управлени , выход которого подключен к управл ющему входу аналогового ключа 5. На второй вход аналогового ключа подаетс  образцовое напр жение с выхода источника 7. Выход аналогового ключа подключен к входу усредн ющего устройства 8, на выходе которого образуетс  эквивалентное входному коду N выходное напр жение Ug|,iy преобразовател  . . Блок 4 временного сдвига выполнен в виде самосто тельного , выход-. ной сигнал которого на М целых периодов тактовой частоты fc опережает сигнал на выходе блока формировани  кодового импульса. Устройство работает следующим образом. Предположим, что преобразователь находитс  в исходном положении, т.е. в нулевом положении находитс  счетчик 2 и блок 6 управлени , а аналоговый ключ 5 находитс  в.разомкнутом выключенном состо нии..При .. подаче на второй вход блока 3 управл ющего кода 0 счетчик 2 будет считать тактовые импульсы от генератора 1. При заполнении счетчика до кода N-M (фиг.2а)до N-1 на выходе блока 4 временного сдвига и на третьем входе блока 6 управлени  по вл етс  сигнал 1, по длительности равный произведению периода тактовых импульсов -to на число М, а на выходе блока 3 формировани  кодового импульса сохран етс  сигнал О. При поступлении на синхронизирующий вход блока б следующего переднего фронта тактового импульса сигнал 1 с выхоДа блока б переводит аналоговый ключ 5 в замкнутое (включенное) состо ние . Дл  этого счетчик 2 и блок б выполнены таким образом, что они сраН батывают соответственно по задним и передним фронтам тактовых импульсов. При включенном аналоговом ключе 5 напр жение от источника 7 образцового напр жени  поступает на вход устран ющего устройства.: 8. При переполнении счётчика 2 он сбрасываетс  в нулевое положение.Это происходит после Уп тактовых импуль сов. При №1 счетчик 2 сбрасываетс  в нулевое положение импульсом, следующим току, который включил блок б управлени . В момент переполнени  счетчика 2 коды на первом и втором при |%.0) входах блока 3 равным и на его вйходе на врем  -to по вл етс  сигнал 1, который передаетс  на второй вход блока 6 управлени . В это врем  на шлходе блока 4 по вл ет с  сигнал О. Одновременно с передним фронтом следуи цего тактового импульса на выходе блока 6 формируетс  сигнал, размыкающий аналоговый ключ 5, при этом прекращаетс  поступление образцового напр жени  на вход усред н ющего устройства 8. Следовательно, в случае N у 0, на выходе усредн кф его устройства 8 формируетс  напр  жение, соответствующее М квантам. При на выходе усредн ющего устройства формируетс  напр жение, соот ветствукщее включенному состо нию аналогичного ключа 5 в течение времени одного такта.В этом выходном напр жени уже содержитс  аддитивна  составл юI ща  погрешности,обусловленна  инерционностью электронных ключей (фиг. 2а При подаче на кодовый вход управл ющего кода устройство работает в основном аналогично. Включение аналогового KJno4a 5 происходит . при коде в счетчике 2 равном N -М. Различие заключаетс  в том, что выключе- j ние ключа 5 происходит не при пере- ; полнении счетчика 2, а позже, когда код в счётчике 2 становитс  равным коду Н .в этот момент блок 3 формировани  кодового импульса выдает на врем  to сигнал 1, поступающий на второй вход блока 6 управлени  аналоговым ключам 5, и следующий передний фронт тактового импульса вы;ключает через блок 6 управлени  аналоговый ключ 5 (фиг.2б) . Из этого видно, что включенное состо ние а- . логового Kjm4a 5 удлинено на врем , которое зависит от числа М (при . и это врем  равно -fco - периоду тактовых импульсов).. : В разработанной схеме цифро-аналогового преобразовател  выходному ;аналоговому напр жению при любой ве-, личине кода Н (ив том случае, еели Ыу 0) добавл етс  одинаковый импульс даительностью -Ьуу, , и все величины выходного напр жени  в одина-. новой мере содержат аддитивную составл кицую погрешности. Така  составл юща  погрешности может беть уже просто скомпенсирована, известными средствс1ми, наход щимис  в усредн ющем блоке или вьшолненными в виде отдельного блока коррекции выходного сигнала устройства. Аналогична  ком-; пенсаци  невозможна в известном устройстве , которое не содержит блока временного сдвига.

I y-i J

Lvl

sT

tm

Выход

Выход блока 4

выход 3

выход блока 6

Выход анаА9 гового КАН1ча5

Claims (1)

1. ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик, выход которого соединен с первым входом блока форми- грования кодового импульса, второй· вход которого подключен к шинам входного кода, источник образцового напряжения, аналоговый ключ, усредняющий блок и блок управления, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом счетчика, второй вход - с выходом блока формирования кодового импульса, выход блока управления входом аналогового которого подключен цового напряжения, редняющий блок - к ройства, о т л и ч тем, что, с целью повьвяения линейности выходной характеристики, в него введен блок временного сдвига, вход которого соединен с выходом счетчика, а выход подключен к третьему входу блока управления аналоговым ключом.

   с первым ключа; второй вход к источнику образа выход через усвыходу всего уста ю щ и й с я