2. Преобразователь по n.l, о т личающийс тем, что функциональный цифроаналоговый преобразователь содержит (п+1) инверторов, где п- число цифровых входов функционального цифроаналогового преобразовател , два посто нных запоминающих устройства, п элементов ИЛИ и цифроаналоговый преобразователь, аналоговый вход которого вл етс аналоговым входом функционального цифроаналогового преобразовател , а выход выходом функционального цифроаналогоiBoro преобразовател , цифровые входы которого через и интервалов подключены к п входам первого посто нного запоминаглщего устройства, выходы которого подключены к первым входам элементов ИЛИ, выходы которых соединены с цифровыгли входами цифросшалогового преобразовател , выход первого инвертора через (n+ll-ft инвертор подключен к первому входу второго посто нного запоминающего устройства, а выходы остальных инверторов подключены к остальным входам второго посто нного запоминающего устройства, выходы которого подключены к BTopbiM входам элементов ИЛИ.2. The converter is nl, which is characterized by the fact that the functional digital-analog converter contains (n + 1) inverters, where n is the number of digital inputs of the functional digital-analog converter, two permanent memories, n elements OR, and a digital-analog converter whose analog input is It is an analog input of a functional digital-to-analog converter, and the output is an output of a functional digital-analog iBoro converter, the digital inputs of which are connected at intervals to the n inputs of the first about a permanent storage device whose outputs are connected to the first inputs of the OR elements, whose outputs are connected to digital gigabyte inputs of a digital-to-digital converter, the output of the first inverter is connected via the n + ll-ft inverter to the first input of the second permanent storage device, and the outputs of other inverters are connected to the remaining inputs of the second permanent storage device, the outputs of which are connected to the BTopbiM inputs of the OR elements.
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации устройств ввода угловой информации в вычислительную машину. Известны преобразователи сигналов сельсина или синусно-косинуского вращающегос трансформатора (СКВТ) в двоичный цифровой кол, дл которых в качестве характеристики сигнала датчика , несущей информацию о измер емом угле, используетс амплитуда переменного напр жени , а выходкой код формируетс как результат отслеживани входных сигналов аналого-цифровой системой автоматического регулировани . Такие преобразователи содержат се лектор квадранта, на аналоговый вход которого подаютс сигналы от датчика угла (сельсина или СКВТ |, выходы селектора квадранта подключены к аналоговым входам синусного и косинусного умножающих функциональных цифроаналоговых преобразователей (, ФЦАП ), выходы ФЦАП подключены к входам дифференциального усилител , выход которого через демодул тор с инэгегрирующим фильтром и генератор, управл емый напр жением, св зан с входом реверсивного счетчика, выходы ренерсивного счетчика подключены к цифровым входам селектора квадранта, ФЩШ, а также к выходам преобразовател Cl 3. В таких преобразовател х ФЦАП поз вол ет получать на своих выходах про изведени входных сигналов на тригонометрическую функцию цифрового экви BaJieHTa компенсирующего угла sinScosV исозвз пЧ,, где б - определ емый угол; Ч - компенсирующий угол, цифровой эквивалент которого содержитс в реверсивном счетчике. Разность этих произведений на выходе дифференциального усилител дает сигнал рассогласовани между определ емым и компенсирующим углом 5твсоз-/-сй50 sitx4 sin(0-V). В результате процесса сложени , ОСуществл емого такой структурой и про вл ющегос как сведение к нулю сигнала рассогласовани 2 п{в- 1 , выполн етс равенство 0 Точность таких преобразователей определ етс главным образом погрешностью воспроизведени тригонометрических функций ФЦАП. Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс преобра зователь , содержащий селектор ква,црантар на аналоговый вход которого подаютс сигналы от датчика угла (сельсина или СКВТ ), косинусный и синусный вых:оды которого подключены к аналоговьтм входам первого и второго функциональных цифроаналоговых преобразователей, цифровые входы которых подключены к выходам старших разр дов реверсивного счетчика , кроме выходов первых двух разр дов , которые- подключены к цифровым входам селектора квадрантов, одни выходы первого и второго функциональных цифроаналоговых преобразователей подключены соотв.етственно к первому и второму входам первого дифференциального усилител , демодул тор , первый вход которого соединен с источником опорного напр жени , а выход с преобразователем, напр жени , которого подключены к входам реверсивного счетчика, второй дифференциальный усилитель и третий цифроаналоговый преобразователь, цифровые вхо,цы которого подключены к выходам младших разр дов реверсив ного счетчика, другие выходы первог и второго функциональных цифроанало гов.ых преобразователей подключены к входам второго дифференциального усилител , выход которого соединен с аналоговым входом третьего функци нального преобразовател , выход которого подключен к третьему входу : первого дифференциального усилител выход которого подключен к второму входу демодул тора, выходы реверсив ного счетчика вл ютс выходами пре образовател . В таком преобразователе использу етс фактически не два, а четыре ФЦАП дл получени произведений ; SinQcos/ ; cosGsin/ ; cosGcos t isinQsinf , где 9 - определ емый угол; f - компенсирующий угол, соответствующий первой группе из г старших разр дов выходного кода. Разность двух первых произведений , получаема на выходе дифференциального усилител , дает сигнал рассогласовани sin(e-V| с точностью до , где Ц - наибольшее значение напр жени на аналоговом входе ФЦАП, соответствующее значению функции или cos 0 . Сумма двух других произведений дает значение co5{e- fi) У1 1ножаемо с помощью еще одного ФЦАП на .где 2 -компенсирующий угол, соот ветствующий m остальным младшим раз р дам выходного кода.. В результате алгебраического сложени получаетс суммарный сигнал рассогласовани , сводимый в системе к нулю 5in(e-4;)-cos(,). Выходной сигнал дл с гавнени с sin (е - 4 ) должен быть пропорцио нально уменьшен в 2 раз. Этим значительно снижаетс вли ние на сигнал , эквивалентный п разр дам аддитивных составл ющих погрешности тангенсного ФЦАП, таких как наводки и шумы в слабосигнальных цеп х преобразовани младших разр дов . Разрешающа способность таких преобразователей может достигать 16-18 разр дов выходного кода при общей погрешности +1,3 С21. Недостатком преобразовател вл етс использование четырех ФЦАП дл синусно-косинусного преобразовани и одного ФЦАП дл тангенсного преоб разовани . Это существенно повышает сложность преобразовател . Цель изобретени - упрощение пре образовател без уменьшени функцио нальных возможностей и ухудшени те нических характеристик преобразовател . Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователе угол-код, содержащем синусно-косинусный датчик, вход которого соединен с источником опорного напр жени , а выходы подключены к селектору квадрантов, косинусный и синусные выходы которого подключены к аналоговым входам первого и второго функциональных цифроаналоговых преобразователей, цифровые входы которых подключены к выходам старших разр дов реверсивного счетчика, кроме выходов первых двух старших разр дов , которые подключены к цифровым входам селектора квадрантов, выходы первого и второго функциональных цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к первому и второму входам первого дифференциального усилител , демодул тор, первый выход которого соединен с источником опорного напр жени , а выход - с входом преобразовател напр жениечастота , выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика, второй дифференциальный усилитель и третий функциональный цифроаналоговый преобразователь, цифровые входы которого подк.гпочены к выходам младших разр дов реверсивного счетчика, выходы реверсивного счетчика вл ютс выходами преобразовател , пр мой вход второго дифференциального усилител соединен с выходом первого дифференциального усилител , а инверсный вход - с выходом третьего функционального цифроаналогового преобразовател , аналоговый вход которого соединен с источником опорного напр жени , выход первого дифференциального усилител соединен с вторым входом демодул тора. Кроме того, функциональный цифроаналоговый преобразователь содержит (n+l) инверторов, где п - число цифровых входов функционального цифроаналогового преобразовател , два посто нных запоминающих устройства, П элементов ИЛИ и цифроаналоговый преобразователь , аналоговый вход которого вл етс аналоговым входом функционального цифроаналогового преобразовател , а выход - выходом функционального цифроаналогового преобразовател , цифровые входы которого через п инверторов подключены к ti входам первого посто нного запоминающего устройства, выходы которого подключены к первым входам элементов ИЛИ, выходы которых вл ютс цифровыми входами цифроаналогового преобразовател , выход первого инвертора через (ь+1)-й инвертор подключен к первому входу второго посто нного запоминающего устройства, а выходы остальных инверторов подключены к остальным входам второго посто5 нно запоминающего устройства, выходы которого подключены к вторым входам элементов ИЛИ. Сущность изобретени заключаетс в выборе более экономной с точки зрени количества и сложности исполь зуемых элементов структуры блока фор мировани сигнала рассогласовани за счет реализации отличающегос от известного алгоритма формировани сигнала оассогласовани S4n(0-4J-sini sO При полном согласовании угол поворота соответствует На фиг. 1 изображена блок-схема преобразовател ; на фиг. 2 - вариант реализации функционального цифро аналогового преобразовател . Преобразователь содержит синуснокосинусный датчик 1, функциональный цифроаналоговый преобразователь 2 (ФЦАП I, дифференциальные усилители 3 и 4, ФЦАП 5 и 6, селектор 7 квадрантов , демодул тор 8, преобразователь 9 напр жение-частота, реверсивный счетчик 10, инверторы 11, посто нные запоминающие устройства 12 и 13, элементы ИЛИ 14, инвертор 15, цифроаналоговый преобразователь 16. Преобразователь работает следующим образом. Сигналы.с выхода синусно-косинусного датчика 1, пропорциональные синусу и косинусу измер емого угла, поступают на селектор 7 квадранта, который по коду двух старших разр дов выходного кода реверсивного счетчика 10 вырабатывает на своих аналоговых выходах сигналы, соответствующие тригонометрическим функци м первого квадранта измер емого угла б : и cos б . Сигнал 0 подаетс на аналоговый вход ФЦАП 6, а Q на аналоговый вход ФЦАП 2, гдег умножаетс на цифровой код, экви валентный соответственно косинусу и синусу угла f , Разность полученных произведений .sirtecosV, и cosestn If на выходе дифференциального усилител 3(. Q-Y-f). подаетс на неинвертируниций вход дйф фергенциального усилител 4, на инвер тируквдий вход которого подаетс сигнал с выхода ФЦАП 5, представл ющий собой произведение единичного (норми рук цего) опорного сигнала на цифровой код синуса угла Ч. На выходе дифференциального усилител 4 образуетс сигнал рассогласовани 51r(6-/)-Sin /2 ,детектируемый и ин (Тегрируемый демодул тором 8, сигнал С выхода которого управл ет работой преобразовател 9 напр жение-частота величина выходных импульсов которогр пропорциональна величине сигнала рассогласовани . Последовательность импульсов в зависимости от знака сигнала рассогласовани поступает на суммирующий или вычитающий вход реверсивного счетчика , код которого при полном согласовании соответствует углу . Функции демодул тора 8 заключаютс в детектировании и фильтрации сигнала рассогласовани , который представл ет собой колебани с частотой ujt опорного сигнала и амплитудой сигнала рассогласовани (0-4,) . Такой Демодул тор 8 может быть выполнен , например, в виде аналогового умножител сигналов рассогласовани и опорного, выход которого подключен к входу фильтра низких частот, при этом на выходе фильтра низких частот рбразуетс посто нный сигнал, сохран ющий знак сигнала рассогласовани . Преобразователь проще по сравнению с известным за счет использовани формировани старшей части сигнала рассогласовани только двух ФЦАП вместо четырех и отсутстви третьего дифференциального усилител . Функциональный цифроаналоговый преобразователь работает следующим образом. Блоки 11-15 преобразуют входной п-разр дный цифровой код угла в п° разр дный код соответствующей тригонометрической функции, а цифроаналоговый преобразователь 16 осуществ-. л ет перемножение этого кода на входной аналоговый сигнал, поступающий на его аналоговый вход. , В качестве ФЦАП 5 можно использовать линейный умножающий ЦАП в случае, когда число старших разр дов значительно больше числа младших разр дов реверсивного счетчика. Поскольку Kimtqi-f imsm Ey , УГОЛ f 2 МОЖНО выбрать достаточно малым за счет увеличени разр дности кода угла / . При этом ошибка аппроксимации функции . прототипе равна t( вдвое больше ошибки аппроксимации функции sir t , равной Sn Л ; ЧТО- подтверждаетс еле-дующим расчетом: « Ч eim 7 -4-т7 г т Vo Зсоз У -гсоз-/ Технико-экономическа эффективность преобразовател заключаетс в принципиальной возможности реа;лизации современного уровн технических характеристик при помощи блок-схемы, по отношению к прототипу, более простой и в большей степени ориентированной на применение современных 31ечестБенных интегральных схем.The invention relates to automation and computer technology and can be used in the implementation of angular information input devices in a computer. Signal converters of a selsyn or a sine-cosinus rotating transformer (CCST) into a binary digital stake are known, for which the amplitude of the alternating voltage is used as a characteristic of the sensor signal carrying information about the measured angle, and the output code forms as a result of tracking the input signals of the analog digital automatic control system. Such converters contain a quadrant selector, the analog input of which is supplied by signals from an angle sensor (selsyn or SCRT), the quadrant selector outputs are connected to the analog inputs of a sinus and cosine multiplying functional digital-to-analog converters (, FTSP), the outputs of the FTSAP are connected to the inputs of a differential amplifier, output which, via a demodulator with an inergy filter and a voltage controlled oscillator, is connected to the input of a reversible counter, the outputs of the reversing counter are connected to a digital input The quadrant selector switches, FSCH, as well as to the outputs of the Cl 3 converter. In such converters, the FTSAP allows receiving input signals on the trigonometric function of the digital equalizer BaJieHTa of the compensating angle sinScosV and the output frequency converter, where b is the definable angle; H is the compensating angle, the digital equivalent of which is contained in the reversible counter.The difference of these products at the output of the differential amplifier gives a misalignment signal between the detected and the compensating angle of 5 ° Cc - 0–50 sitx4 sin (0-V). As a result of the addition process, carried out by such a structure and manifested as the reduction of the error signal 2 п {в-1, to zero, the equality 0 is fulfilled. The accuracy of such converters is mainly determined by the reproduction error of the trigonometric functions of the FTBP. The closest technical solution to the invention is a converter that contains a selector kva, the strand to the analog input of which is supplied signals from an angle sensor (selsyn or SCRT), cosine and sine output: the odes of which are connected to analog inputs of the first and second functional analog-to-digital converters, digital the inputs of which are connected to the outputs of the higher bits of the reversible counter, except for the outputs of the first two bits that are connected to the digital inputs of the quad selector, one output of the first and The second functional digital-to-analog converters are connected respectively to the first and second inputs of the first differential amplifier, the demodulator, the first input of which is connected to the source of the reference voltage, and the output to the converter, the voltage of which is connected to the inputs of the reversible counter, the second differential amplifier and the third a digital-to-analog converter, digital inputs of which are connected to the outputs of the lower digits of the reversible counter, other outputs of the first and second functional digital Above gov converters are connected to the inputs of the second differential amplifier, the output of which is connected to the analog input of the third functional converter, the output of which is connected to the third input: the first differential amplifier whose output is connected to the second input of the demodulator, the outputs of the reversible counter are outputs educator In such a converter, in fact, not two, but four FTsAP are used to produce works; SinQcos /; cosGsin /; cosGcos t isinQsinf, where 9 is the definable angle; f is the compensating angle corresponding to the first group of r high bits of the output code. The difference between the first two products, obtained at the output of the differential amplifier, gives the sin mismatch signal (eV | with accuracy up to, where C is the highest voltage value on the analog input of the FTSAP, corresponding to the value of the function or cos 0. The sum of the two other products gives the value co5 {e - fi) U1 is multiplied using another FTSAP at. where 2 is the compensating angle corresponding to m remaining minor bits of the output code. As a result of algebraic addition, a total error signal is obtained, which is reduced to zero in the system 5in (e-4; ) - cos (,) The output signal for c input with sin (e - 4) should be proportionally reduced by 2 times. This significantly reduces the effect on the signal, equivalent to n of the additive additive component of the error tangent FCP, such as pickups and noise in low-signal low-order conversion circuits. The resolution of such converters can reach 16–18 bits of the output code with a total error of +1.3 C21. The disadvantage of the transducer is the use of four FTSAP for sine-cosine transform and one FTSAP for tangent transformation. This significantly increases the complexity of the converter. The purpose of the invention is to simplify the converter without reducing the functional possibilities and degrading the physical characteristics of the converter. The goal is achieved by the fact that the angle-code in the converter contains a sine-cosine sensor, the input of which is connected to a source of reference voltage, and the outputs are connected to a quadrant selector, whose cosine and sine outputs are connected to analog inputs of the first and second digital-to-analogue converters, digital inputs of which are connected to the outputs of the higher bits of the reversible counter, except for the outputs of the first two higher bits, which are connected to the digital inputs of the quad selector, output The first and second functional digital-to-analog converters are connected respectively to the first and second inputs of the first differential amplifier, the demodulator, the first output of which is connected to the reference voltage source, and the output to the input of the frequency converter, the outputs of which are connected to the inputs of the reversible counter, the second differential the amplifier and the third functional digital-analog converter, the digital inputs of which are connected to the outputs of the lower bits of the reversible counter, The outputs of the reversible counter are the outputs of the converter, the direct input of the second differential amplifier is connected to the output of the first differential amplifier, and the inverse input is connected to the output of the third functional digital-analog converter, the analog input of which is connected to the reference voltage source, the output of the first differential amplifier is connected to the second input demodul torus. In addition, a functional digital-to-analog converter contains (n + l) inverters, where n is the number of digital inputs of a functional digital-to-analog converter, two permanent memories, P elements OR, and a digital-to-analog converter, the analog input of which is an analog input of a functional digital-analog converter, and output - the output of the functional digital-analog converter, whose digital inputs through n inverters are connected to the ti inputs of the first permanent storage device The outputs of which are connected to the first inputs of the OR elements, whose outputs are digital inputs of a digital-to-analog converter, the output of the first inverter are connected to the first inputs of the second permanent storage device via the (1 + 1) th inverter, the second permanently memory device whose outputs are connected to the second inputs of the OR elements. The essence of the invention is to choose a more economical in terms of the number and complexity of the elements used in the structure of the unit for generating the error signal due to the implementation of the S4n signal from the known matching signal S 0n (0-4J-sini sO). When fully coordinated, the rotation angle corresponds to Fig. 1 shows a block diagram of a converter, and Fig. 2 shows an embodiment of a functional digital-to-analog converter.The converter includes a sine-co-sine sensor 1, a functional digital-digital converter. tax converter 2 (FTsAP I, differential amplifiers 3 and 4, FTsAP 5 and 6, quad selector 7, demodulator 8, voltage-frequency converter 9, reversible counter 10, inverters 11, permanent storage 12 and 13, elements OR 14, an inverter 15, a digital-to-analog converter 16. The converter operates as follows: Signals from the output of the sine-cosine sensor 1, proportional to the sine and cosine of the measured angle, are sent to the quadrant selector 7, which is code Meters withstand 10 generates at its outputs analog signals corresponding to a trigonometric function of said first quadrant b the measured angle: cos and b. The signal 0 is fed to the analog input of the FTSAP 6, and Q to the analog input of the FTSAP 2, where is multiplied by a digital code equivalent to the cosine and sine of the angle f, respectively. The difference of the products .sirtecosV, and cosestn If at the output of the differential amplifier 3 (. QYf) . A non-inverted input is supplied to a digital amplifier 4, to an inverted device whose input is fed from the output of the FTSAP 5, which is the product of a single (hand normal) reference signal to a digital sine angle code H. At the output of the differential amplifier 4, an error signal 51r is produced ( 6 - /) - Sin / 2, detected and in (Tagged by demodulator 8, the signal from the output of which controls the operation of the voltage-frequency converter 9, the value of output pulses which is proportional to the magnitude of the error signal The pulse sequence, depending on the sign of the error signal, arrives at the summing or subtracting input of a reversible counter, the code of which corresponds to the angle when fully matched. The functions of demodulator 8 are to detect and filter the error signal, which is the reference signal frequency ujt and the amplitude of the error signal (0-4,). Such a Demodulator 8 can be performed, for example, in the form of an analog multiplier of the error signal and a reference, the output of the cat An oro is connected to the input of a low-pass filter, and a constant signal is generated at the output of the low-pass filter, preserving the sign of the error signal. The converter is simpler in comparison with the known one by using the formation of the highest part of the error signal of only two FTSAP instead of four and the absence of the third differential amplifier. Functional digital-to-analog converter works as follows. Blocks 11-15 convert the input n-bit digital code of the angle into n ° the bit code of the corresponding trigonometric function, and the digital-to-analog converter 16 is implemented. This code is multiplied by the analog input signal fed to its analog input. As a FTsAP 5, you can use a linear multiplying DAC in the case when the number of high-order bits is significantly greater than the number of low-order bits of the reversible counter. Since Kimtqi-f imsm Ey, ANGLE f 2 MAY be chosen sufficiently small by increasing the code width of the angle /. In this case, the error approximation of the function. the prototype is equal to t (twice the approximation error of the function sir t equal to Sn L; THAT is confirmed by the following calculation: "Eim 7 -4-t7 gt Vo Zsoz U-grosoz / Feasibility of the converter realizing the current level of technical characteristics with the help of a flowchart with respect to the prototype, which is simpler and more focused on the use of modern 316 integrated circuits.
Pu-t.lPu-t.l