SU279196A1 - БИБЛИОТЕЧКАЮ. Н. Грехов - Google Patents

Description

Изобретение отиоситс  к области электроиной измерительиой и вычислительиой техники.

Известны преобразователи код - аиалог, содержащие иоследовательио соедииенные аналоговые делители иапр жеии , управл емые ключи и суммирующую схему.

Точность преобразовани  в этих иреобразовател х ограничена точностью резисторов аналогового делител  напр жени  и суммирующего блока.

Целью изобретеии   вл етс  повышение точиости преобразовани .

Дл  достижеин  этой цели аналоговые делители и суммирующий блок выиолиеиы на прецизионных обратимых инверторах напр жени  иосто нного тока в импульсную последовательность , иричем, входы инверторов аналогового делител  по посто нному току соединены последовательио, а их импульсные выходы по переменной составл ющей - параллельно; параллельно импульспым выходам пнверторов аналогового делител  через управл емые ключи подключены импульсные входы обратимых инверторов суммирующего блока, выходы которых по носто ииому току соедииеиы иоследовательио .

На фиг. 1 изображена схема преобразовател  код - аиалог дл  двоичного кода; иа фиг. 2 - схема обратимого иивертора напр жеЕИ  посто нного тока в импульсную последовательиость; на фиг. 3 - схема аиалогового делител  иапр жеип  иа два; иа фиг. 4 - схема аиалогового делител  иа три.

Преобразователь код - аиалог (фиг. 1) содержит: / - блок аиалогового делител  напр жени ; // - управл емые ключи; /// - суммирующий блок.

Аналоговый делитель напр жени  и суммирующий блок преобразовател  код - аналог

выполиеиы иа базе типового элемеита - обратимого иивертора наир жеии  иосто ииого тока в имиульсиую иоследовательиость (фиг. 2). Обратимый инвертор состоит из прецизионных ключей, например транзисторов 1 и 2, управл емых от вторичных обмоток трансформатора 3. На зажимы первичной обмотки траисформатора 3 подаетс  знакоиеремеииа  последовательность импульсов пр моугольной формы опорной частоты.

Вторичные обмотки трансформатора сфазированы так, что в один полупериод частоты /о траизистор / закрыт, а транзистор 2 открыт. В другой полуиериод частоты /о транзистор 1 открыт, а транзистор 2 закрыт.

На входные зажимы а, b инвертора нодаетс  напр жение посто ииого тока. Параллельио входиым зажимам а, Ь иивертора устаиовлеи иакоиительный конденсатор 4, отфильтровывающий нежелательные составл ющие иеНИИ посто нного тока и одновременно  вл ющийс  аналоговым выходом делител .

Выходной зажим с импульсного выхода инвертора подключаетс  к схеме через конденсатор св зн 5. На импульсном выходе с инвертора будет существовать знакопеременна  имнульсна  последовательность.

Инвертор обратим, он может преобразовывать как посто нный ток в импульсную носледовательность , так и обратно - импульсную последовательность в посто нный ток.

Аналоговые делители напр жени  составлены из нескольких, в частности из двух (фиг. 3) и из трех (фиг. 4), одинаковых прецизионных обратимых инверторов. На фиг. 3 н 4 дл  удобства показаны только вторичные обмотки трансформаторов опорной частоты foВходные зажнмы обратимых инверторов но посто нному току соединены последовательно (зажимы а, b и Ь, d на фиг. 3). Импульсные выходы обратимых инверторов по переменной составл ющей через конденсатор 5 соедннены параллельно.

Схема (фиг. 3) работает следующим образом .

К цепочке последовательно соединениых по посто нному току инверторов нодключен источник опорного напр жени  U.

Между зажимами схемы а и b н b и d возникает напр жение, равное -. Действительно , если обозначить напр лсенне между зажимами и и 6 через /1, а между зажимами b и d через t/2, то по закону Кирхгофа дл  замкнутого контура можно написать, что:

и,+-и,и,„.

в установившемс  режиме при идеальных управл емых ключах (транзисторах) 1, 2 прецизионные обратимые инверторы при отсутствии нагрузок на их входах и выходах совсем не будут потребл ть энергии от источника опорного напр жени . Они могут лишь запасать энергию и передавать ее друг другу во врем  переходного процесса.

Обмен энергией между обратимыми инверторами через конденсатор св зи 5 возникает в том случае; когда напр жение LI между зажимами а т b одного обратимого инвертора не будет равно нанр жению 1/2 меладу зажимами 6 и d другого инвертора. В этом случае амплитуда импульсов на импульсном выходе одного обратимого инвертора также не будет равна амплитуде импульсов на импульсном выходе другого обратимого инвертора. При этом в цепи св зи - в конденсаторах 5 возникает импульсный уравнительный ток, который будет уноснть зар д от обратимого инвертора, имеющего по отношению к другому обратимому иивертору большее напр жение на имнульсном выходе, а следовательно, и больщее напр жение на зажимах его накопительного конденсатора .

Такой процесс в случае идентичности инверторов приведет к полному выравниванию напр жений f/i и f/2 на зажимах обоих накопительных конденсаторов этой пары.

Поскольку нанр лсени  U-i и Uz равны друг другу, а сумма этих наир жений согласно закону Кирхгофа равна но величине онорному наир жению , то каждое нз этих напр жений будет равно половине опорного

и 4j, Практиченапр л ени : /7i 22

ека  проверка схемы (фиг. 3) показала, что напр л ени  f/i н f/2 отличаютс  от - на величину пор дка дес той доли милливольта.

Диалогично нронсходит деление на три в схеме аналогового делител  (фиг. 4). Очевидно , что указанным на фиг. 3 и 4 сиособом можио соединить практически неограниченное количество прецизионных обратнмых инверторов и получить любой коэффициент делени , например, 10 (основание дес тичной системы).

Аналоговый делитель на обратимых инверторах нодобно обычному трансформатору функционально обратим. Это означает, что его коэффициент нередачи будет обратимой величииой , если функции его выходов заменить функци мн входов, а функции входов-функци ми выходов. То есть, при таком взаимном обращении фуикции входов и выходов нрецизионный делитель на два, например, будет прецизионным умнол нтелем на два. Все входные и выходные зажимы предлагаемого делител  по посто нному току гальванически св заны друг с другом.

Поэтому, придава  функции входных и выходных зажимов различным возможным комбинаци м зажимов делител , можно получать в нем функцию прецизионного инвертировани  пол рности сигнала посто нного тока или получать дробпые (не равные целому числу) значени  коэффициентов делени  и умножени .

Блок / аналогового делител  напр жени  (фиг. 1) содержит несколько аналоговых делителей напр жени , причем ко входу первого аналогового делител  подключен источник оиорного наир л ени , а к его аналоговому выходу (конденсатор 4) - вход второго аналогового делител .

Импульсные выходы обратимых инверторов, вход щих в аналоговые делители, через управл емые ключи (электромагннтиые реле) Pi соединены с импульсиымн входами обратимых инверторов, вход щих в суммирующий блок ///.

Управл емый ключ Р- (электромагиитное реле) подключает источник оиорного панр женн  к аналоговому входу суммирующего блока . Управл ющие обмотки электромагнитных реле PI и Р соединены со входами о, р; д, г; S, t узла //, к которым подключен источник управл ющих сигналов тина «О и «1 преобразуемого двоичного кода.

При поступлении управл ющего сигиала на управл ющий вход ключа PI реле срабатывает и подключает соответствующий импульсный вход с , k инвертора суммирующего блока к импульсному выходу с, k инверторов соответствуюн;его аналогового делител . А при поступлении к этим ключам управл юHj ,ero сигнала «О опи подключают соответствующий имиул1 спый вход С1, /Ji инвертора суммируюи1;его блока к нулевому нроводу схемы .

Прн этом второй зажим w нмнульсного входа нервого дополнительного инвертора суммирующего блока по перемеппой составл ющей всегда соедпнеп с пулевым проводом источника опориого иапр жепи  и всей схемы, благодар  коидепсатору 6, включеииому параллельно зажимам h, j нсточппка опорного напр жени .

Поэтому, когда зажим с импульспого входа первого дополиительного прецизионного обратнмого инвертора нодключен посредством второго управл емого ключа (реле PZ) к импульсному выходу прецизионных обратимых инверторов первого аналогового, делител  и первый дополнительный пнзертор суммирующего блока - все оказываютс  соединенными друг с другом нараллельно.

Вследствие полученного такнм образом параллельного соедииени  импульсиых выходов двух инверторов первого аналогового делител  нанр жени  и импульсного входа первого дополнительного инвертора наконнтельные конденсаторы 4 всех этих трех инверторов нолучат равные зар ды и равные напр жени .

В предлагаемом преобразователе код - аналог можно установить неограниченное число иоследовательно соеднненных аналоговых делителей , например  -1, и такое же число донолнительиых ииверторов в блоке ///. Импульсные входы этих дополнительных пнверторов в этом случае будут коммутироватьс  п-1 управл емыми ключами с га-1 управл ющими входами. А выходы по посто нному току этих дополнительных инверторов будут соединены иоследовательио друг с другом.

При этом переключение п-го управл емого ключа, осуществл емое сигналом «1 или «О, иостунающим с га-го управл ющего входа узла П, вызывает по вление на выходе (п-1)-го донолнительиого инвертора напр лсени  посто нного тока, равного ° или О, т. е. нанр J/on

кени  вида (0; 1)

пЛ-1

Поскольку в этом случае к выходу блока /// будут подсоедииеиы соедипенные последовательно друг с другом выходы по посто нному току всех п.1 дополнительиых инверторов и выход источника опорного напр жени  U on, то в зависимости от набора сигналов «1, «О, в нреобразуемом коде на выходе узла /// будет возникать суммарное напр жение вида:

УО

еых.-2(0 1)

(1)

где п - пор дковый номер разр да в цифре кода, счита  самый старший разр д

первым.

Коэффициент в скобках (О или 1) перед соответствующим членом суммы беретс  в зависимости от значени  сигнала («О или «1) в данном разр де, то есть, напр жение на выходе блока /// согласно выражению (1) будет  вл тьс  аналоговым представлепием преобразуемого кода.

Предлагаемый преобразователь, вглполиенпый дл  работы с кодом, представл емым числом в системе, отличной от двоичной, отличаетс  от иреобразовател  (фиг. 1) лишь количеством элемептов (управл емых ключей, инзерторов ), св занных с данным разр дом. Папример , дл  чисел кода в троичной системе в схеме преобразовател  должен быть установлен р д аналоговых делителей нанр лсени  на три (фиг. 4). Параллельно импульсным выходам инверторов данного аналогового делител  р да посредством двух управл емых ключей будут подключатьс  своими импульсными входами два дополнительных инвертора имнульсной носледовательности в посто нный

ток. Каждый из импульсиых входов этих двух дополинтельпых ипверторов в состо нии своего уиравл емого ключа «О будет соединен с щйиой нулевого уровн , а в состо нии своего управл емого ключа «1 - с импульсными выходами инверторов данного аналогового делнтел  на три.

Выход по посто нному току каждого из дополнительных ннверторов включен последовательпо с любым таким же выходом дополнительиых ииверторов, св занных как с данным, так н с другими аналоговыми делител ми преобразовател . Таким образом, выходы по посто нному току всех таких дополнительных

ииверторов соединены последовательно в единую цепь, котора  нодключена к выходу преобразовател .

В результате, при состо нии соответствующ ,его управл емого ключа «1 (включительно ) «вклад в общую сумму /ВЫХЕ любого из пары дополнительных инверторов, св занных с данным аналоговым делителем наир л :еии ,

составит величину- i. А «вклад этих обонх

дополнительных инверторов в общую сумму выхх, когда оба унравл емых ключа совместно наход тс  в состо нии «1, будет в два раза больше, т. е. .Соответственно, пр жение на выходе нолученного преобразовател  будет нредставлепо такой суммой: f/BHx.-i;(0; 1;2)1

В качестве коэффипиента перед членом суммы беретс  одно из указанных в скобках чисел в зависимости от состо ний двух управл емых ключей в рассматриваемом разр де. Когда оба управл емых ключа имеют состо ние «О, беретс  коэффнпиепт 0. При состо нии одного из управл емых ключей «О, а другого «1 беретс  коэффициент 1. При состо нии «I у обоих управл емых ключей беретс  коэффициент 2, то есть, напр жение Увых;: в соответствии с формулой (2) будет  вл тьс  аналоговым представлением числа, занисапного в троичной системе.

Устанавлива  указанным способом в каждом из апалоговых делителей р да N прецизионных инверторов и yV-1 дополиительных ирецизионных инверторов, а также N-I уиравл емых ключей, относ щихс  к данному аналоговому делителю, можно получить иреобразователь код - аналог дл  преобразовани  чисел, записанных в системах с любым основанием /V (например, ). (2)

Предмет изобретени 

Преобразователь код - аналог, содержащий аналоговые делители напр жени , управл емые ключи и суммирующий блок, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности преобразовани , аналоговые делители и сум . блок выполнены на прецизионных обратимых инверторах напр жени  посто нного тока в импульсную последовательность, причем входы инверторов аналогового делител  ио посто нному току соединены последовательно , а их импульсиые выходы по переменной составл ющей - параллельно; параллельно импульсным выходам инверторов аНалого5 вого делител  через управл емые ключи подключены импульсные входы обратимых ииверторов суммирующего блока, выходы которых по иосто ниому току соедииеиы иоследова0 тельно. Напр жение на выходе преобразовател  тогда будет выражатьс  формулой: ,х.-|(0; 1; 2;...V-1) (3)

Y f t f-f Y

/i W i|

r

  /

l

V :5

4/./-K

-fe/) f

(0;t}Uoa

t S./ Ф

ДА

фП

/77 A-9

5

ж I

.1

Фиг.2

5 iHZlНИп

,7Г

J. ,.,.%