SU1695505A1 - Способ преобразовани кода в аналоговый сигнал и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике преобразовани  цифровых величин в аналоговые и может использоватьс  при разработке высокоточных цифроаналоговых преобразователей . Цель изобретени  - повышение точности преобразовани . Способ преобразовани  кода в аналоговый сигнал основан на формировании из импульсов тактовой частоты импульсных последовательностей и их последующем усреднении с формированием нормированных посто нных аналоговых сигналов, после, чего формируют суммарную импульсную последовательность и ее усредн ют Устройство дл  осуществлени  способа содержит источник опорного напр жени , две группы ключей, генератор импульсов, фильтр, группу фильтров , шин входного кода, группу Е-тригге- ров, распределитель импульсов и выходную шину. 2с и 1 з п ф-лы 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике преобразовани  цифровых величин в аналоговые и может быть использовано при разработке высокоточных цифроаналоговых преобразователей.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани .

Способ преобразовани  кода в аналоговый сигнал основан на формировании из импульсов тактовой частоты по числу разр дов преобразуемого кода m импульсных по- следовательностей, формировании m нормированных аналоговых сигналов путем усреднени  каждой импульсной последовательности , причем амплитуда каждого нормированного аналогового сигнала равна вольт-секундной площади импульса соответствующей импульсной последовательности , после чего m нормированных аналоговых сигналов преобразуют в m импульсов длительностью, равной периоду тактовой частоты и амплитудой, равной aiEi, где EI - амплитуда i-ro нормированного аналогового сигнала, di - значение i-го разр да преобразуемого кода, i 1, 2 m, а затем

формируют суммарную импульсную последовательность путем последовательного включени  в нее m импульсов без пауз между ними с последующим усреднением.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  осуществлени  способа; на фиг. 2 - структурна  схема распределител  импульсов; на фиг 3 - временные диаграммы , по сн ющие работу устройства.

Os ЧЭ

сл

СП

о

сл

Преобразователь кода в посто нный игнал содержит источник 1 Опорного напр жени , группу ключей 2 из m (по числу разр дов входного кода), генератор 3 импульсов , шину 4 входного кода, фильтр 5, счетчик 6 импульсов, группу из m Е-тригге- ров 7, группу фильтров 8, группу ключей 9, распределитель 10 импульсов, выходную шину 11.

Распределитель 10 импульсов содержит дешифратор 12, блок 13 элементов И и счетчик 14 импульсов.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Импульсы с выхода генератора 3 (фиг. 3, А) поступают на счетный вход счетчика 6, сигнал переноса которого поступает на S- вход Е-триггеров группы 7 и переводит их в единичное состо ние. В нулевое состо ние каждый Е-триггер группы 7 переводитс  первым (после сигнала переноса) единичным сигналом на соответствующем информационном выходе счетчика 3. Таким образом,-длительность импульса im-ой последовательности получаетс  равной

т | т2мТо/ 2 ,

а период повторени  равным

1лтI „

1-1 т / V ok-1 Т m 2 То/ X 2

k 1

где То - период повторени  тактовой частоты (фиг. 3, Б). Кажда  импульсна  последовательность с выхода соответствующего Е-триггера 7 управл ет подключением источника 1 опорного напр жени  величиной Е1 через соответствующий ключ группы ключей 2 на вход соответствующего фильтра группы 8, который выдел ет посто нную составл ющую импульсной последовательности EI i -1

Ei- E -E1

, m - 1

Т12

Причем выполн етс  соотношение EI-H 2Е|.

Импульсы генератора 3 поступают на счетный вход счетчика 14 (распределител  10), который имеет коэффициент пересчета т. Дешифратор 12 преобразует код счетчика 14 в сигнал на один из своих выходов (фиг. 3, В). При совпадении сигнала на одном из выходов дешифратора 12с единичным соответствующим разр дом преобразуемого кода на выходах блока 13 элементов И и следовательно на выходах распределител  10 по вл етс  единичный сигнал, в противном случае - нулевой сигнал (фиг, 3, Я- Этот сигнал управл ет подключением напр жени  с выходов фильтров

8 через соответствующие ключи группы 9 на вход фильтра 5, который выдел ет посто нную составл ющую суммарной импульсной последовательности (фиг. 3, Д) на выходной

шине 11,

На фиг. 3 рассмотрены временные диаграммы работы четырехразр дного преоб-. разовател  (т 4) дл  преобразуемого кода NX 1010. Посто нный сигнал на выходе преобразовател  равен

J,ai Ei T°

Подставл   в это выражение EI, получим Е1 Ц ,-i

U

т2 1

ai2

m

I 2

k 1

k-1

S.2

k-1

напр жение, соответствуюВыражение 2) ai 2 1 представл ет соi 1 бой дес тичное значение кода Nx, а

Е/2 :

k 1

щее единице наименьшего разр да преобразуемого кода q. U qNx.

Таким образом, U пропорционально NX. Высока  точность преобразовател  обеспечиваетс  меньшей погрешностью нелинейности, так как весовые напр жени  создаютс  усреднением импульсных последовательностей , а не весовыми резисторами сумматоров (как в известных схемах). Поддерживать линейность изменени  скважности импульсов импульсных последовательностей значительно легче, чем под- держивать линейность изменени 

коэффициента передачи весовыми резисторами , погрешности которых завис т от температуры и временной стабильности их номиналов.

Claims (3)

1. Способ преобразовани  кода в аналоговый сигнал, основанный на формировании из импульсов тактовой частоты по числу разр дов преобразуемого кода m импульсных последовательностей и формировании суммарной импульсной последовательности с последующим ее усреднением, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , после формировани  m импульсных последовательностей осуществл ют путем усреднени  каждой из них формирование m нормированных аналоговых сигналов, при этом амплитуду каждого нормированного аналогового сигнала

задают равной вольт-секундной площади импульса соответствующей импульсной последовательности , после чего m нормированных аналоговых сигналов преобразуют в m соответствующих импульсов, длительность каждого 1-го из которых, где i 1,2

m, равна периоду импульсов тактовой частоты , а амплитуда соответственно равна ас EI, где ai - значение 1-го разр да преобразуемого кода, EI - амплитуда 1-го норми- рованного аналогового сигнала, а формирование суммарной импульсной последовательности осуществл ют путем последовательного включени  в нее m импульсов без пауз между ними.

2. Устройство дл  преобразовани  кода в аналоговый сигнал, содержащее генератор импульсов, фильтр, выход которого  вл етс  выходной шиной, первую группу ключей, первый вход первого из которых соединен с выходом источника опорного напр жени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , в него введены счетчик импульсов, группа Е-триггеров, группа фильтров, втора  группа ключей и распределитель импульсов , первый вход которого объединен с входом счетчика импульсов и подключен к выходу генератора импульсов, вторые вхо0

5

ды  вл ютс  шиной входного кода, а выходы подключены к первым входам соответствующих ключей второй группы, выходы которых соединены с входом фильтра, а вторые входы подключены к соответствующим выходам фильтров группы, входы которых соединены с выходами соответствующих ключей первой группы, первые входы которых объединены, а вторые входы подключены к соответствующим выходам Е-триггеров группы, S-входы которых соединены с соответствующими информационными выходами счетчика импульсов, а R-входы объединены и подключены к выходу переноса счетчика импульсов.

3. Устройство поп.2,отличающее- с   тем, что распределитель импульсов выполнен на счетчике импульсов, дешифраторе и Олоке элементов И, выходы которого  вл ютс  соответствующими выходами распределител  импульсов, первым входом которого  вл етс  вход счетчика импульсов, а вторыми входами - первые входы блока элементов И, вторые входы которого подключе- ны к соответствующим выходам дешифратора, входы которого соответственно соединены с выходами счетчика импульсов .

Фиг.-/

, Фиг. 2