SU651474A1 - Преобразователь кода в аналог - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике ,в частности к преобразовател м кода в аналог повышенной стабильности и тЬчности , широко примен емым в вь1числительHbix устройствах- в программно-управл емых генераторах точного и стабильного напр жени  (посто нного или импульсного).

Известен преобразователь кода в аналог , содержаш.ий регистр цифрового ввода, блоки суммировани , блоки аналоговых величин и управлени  1.

Недостаток устройства - сравнительно низка  точность преобразовани .

Известен преобразователь кода в аналог повышенной точности 2, содержаший регистр, ключевые элементы, усилитель, блоки управлени  и запоминаюшее устройство, в котором хран тс  коды поправок, уменьшаюшие погрешность.

В этом преобразователе в качестве устройства выделени  кода поправок используютс  усилитель и фазовый дискриминатор . Таким образом, чтобы получить точное значение поправки, необходимо обеспечить длительную работу управл юш,его устройства , генерируюш.его коды специального вида , так как за один такт величина поправки

определ етс  только по знаку фазы («больше ИЛИ «меньше). Система обратной св зи (через вспомогательные весовые сопротивлени ) работает по определенному алгоритму в течение неск ольких тактов обработки ошибки (Погрешности) дл  одной пары кодов, пока сигнал на выходе, фазового дискриминатора не уменьшитс  до некоторого уровн  (порога чувствительности). Кроме того, така  система отработки (с использованием фазового дискриминатора) требует больших затрат оборудовани  и технически трудно выполнима.

Цель изобретени  - уменьшение времени и повышение точности определени  поправки .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь кода в аналог, содержащий регистр числа, соединенный через ключевые устройства со входом суммируюшего усилител , запоминающее устройство, подключенное через эталонные ключевые устройства к другому входу суммирующего усилител , устройство управлени , соединенное с регистром числа и запоминающим устройством и устройство выделени  кода поправок, введены дополнительный ключ и

генератор компенсирующего тока, а устройство выделени  кода поправок содержит интегрирующий операционный усилитель, компаратор, триггер, ключ, источник эталонного напр жени  и генератор импульсов, причем вход интегрирующего операционного усилител  подключен через один резистор к выходному зажиму преобразовател  через второй резистор - к генератору компенсирующего тока и через дополнит,ельный ключк одному из выходов устройства управлени , а выход - к первому входу компаратора , другой вход которого соединен с источником эталонного напр жени . Выход компаратора подключен к установочному - . входу триггера, другой установочный вход которого соединен с устройством управлени . Выход триггера через ключ, к другому входу которого подключен генератор импульсов , соединен с запоминающим устройством , а соответствующие выходы устройства управлени  подключены к гецератору компенсирующего тока.

На чертеже изображена структурна  схема преобразовател .

Управл ющее устройство 1 соединено с -,.- -регистром числа 2. Эталонные ключевые устройства 3, управл емые регистром 2,.подключены ко входу суммирующего усилител  4. Выход 5 этого усилител  через резистор 6 присоединен ко входу интегрирующего операционного усилители 7, выход которого подключен к одному в.ходу компаратора 8. К другому входу компаратора 8 подключен источник эталонного напр жени  9, а выход компаратора соединен с установочным . входом триггера 10. Второй устано . вочный вход триггера соединен с устройством управлени  1. Выход триггера подключен к управл ющему входу ключа 11, к другому входу которого подключен генератор импульсов 12. Выход ключа 11 подсоединен к запоминающему устройству 13, которое через эталонные ключевые устройства поправок 14 соединено с суммирующим усилителем 4. Кроме того, устройство 13 соединено с устройством 1. Через дополнительный ключ 15 устройство 1 подключено ко входу усилител  7. Входы генераторов компенсирующего тока 16 соединены с ycVройством 1, а выходы через резистор 17 присоединены ко входу усилител  7.

Устройство выделени  кода поправок 18 состоит из интегрирующего усилител  7, компаратора 8, источника эталонного напр жени  9, триггера 10, ключа, 11 и генератора импульсов 12.

s « ««k-f i4ipa6oTaeT устройство следующим образом .

Код, прин тый регистром числа 2 от внешнего устройства, по команде управл ющего устройства 1 вызывает включение некоторых определенным образом зависимых от кода ..,эталонных ключевых устройств 3, которые

могут представл ть собой, например,-коммутируемые- генераторы стабильных токов. В зависимости от суммы токов на выходе 5 усилител  4 образуетс  аналоговое представление кода, например в виде посто нного напр жени . Как известно, дл  точного соответстви  между выходным напр жением преобразовател  и кодом необходимо ввести лоправку в это напр жение. Цифровые значени  поправок в соответствии с кодом

0 поступают из запоминающего устройства 13 в эталонные ключевые устройства поправок 14, где преобразуютс  в напр жение и добавл ютс  с соответствующим знаком, благодар  сложению на усилителе 4, к выходному

с напр жению преобразовател .

В определенные моменты времени, задаваемые устройством управлени  1, пре-. образователь переключаетс  в режим авто-, матической коррекции поправок. Дл  этого устройство управлени  устанавливает в регистре числа 2, например, код числа 2, г/ п - целое число. Одновременно или с н -которой задержкой устройство 1 открывает ключ 15, и операционный усилитель 7 начинает интегрировать напр жение, установившеес  в положение, при котором ключ 11 открываетс , и импульсы от генератора 12 поступают в регистр числа или арифметический регистр устройства 13 по адресу, выбранному устройством 1 и соответствующему коду числа 2.

0 Напр жение на выходе усилител  7 нарастает по пилообразному закону. В момент сравнени  -его с напр жением эталонного источника 9 компаратор 8 возвращает триггер -10 в исходное состо ние. Поступление импульсов генератора 2 в устройство 13 прекращаетс . После паузы на. врем  восстановлени  исходных уровней в усилителе 7, не мен   адреса в устройстве 13, устройство управлени  1 закрывает ключ 15, устанавливает в регистре 2. код числа 2 - 1

И реверсирует арифметический регистр в запоминающем устройстве 1. Далее ключ 15 снова открываетс , и происходит интегрирование нового уровн  напр жени , соответствующего коду . Ключ 11 работает как описано выше, но в регистре.числа

устройства 13 (арифметическом) к моменту второго срабатывани  компаратора 8 оказываетс  записанным число, эквивалентное разности напр жений, соответствующих кодам 2 и 2 -1. Если погрешности и неQ стабильность эталонных ключевых устройств очень малы, в устройстве 13 всегда хранилс  бы посто ннный код, т. е. поправка посто нна , что можно рассматривать как отсутствие поправки.

В действительности .этого не наблюдаетс , и поэтому периодически, в зависимости от программы, задаваемой оператором или автоматически через определенное врем , устанавливаемое устройством 1, преобразователь переводитс  в режим «самопроверки , последовательно перебира  пары кодов 2 и , и т. д.

Устройство управлени  1 вышеописанным образом синхронизирует работу остальных устройств, причем на получение одной поправки требуетс  всего лишь два факта его работы.

Генераторы компенсирующего тока 16 установлены дл  того, чтобы уменьшить интегрируемый ток и тем самым увеличить врем  интегрировани  до момента срабатывани  компаратора 8. Это позвол ет уменьшить частоту следовани  импульсов генератора 12 до величины, которую способны пересчитать триггеры в регистре устройства 13. Ток генераторов 16 дл  кодов 2 и остаетс  неизменным. Дл  кодов и 2 -1 он уменьшаетс  в 2 раза и т. д. Выбором сопротивлени  резистора 17 величина тока генераторов 16 устанавливаетс  каждый раз меньше тока, задаваемого резистором 6, на несколько долей процента. К номинальному значению тока через; резистор 17 и Л его стабильности не предъ вл етс  высоких требований; достаточно обеспечить его неизменность в течение двух смежных тактов, кода определ етс  одна поправка . Однако дл  уменьшени  вли ни  переходных процессов на. выходе преобразовател  при смене кода 2 на код всегда желательно увеличивать врем  интегрировани , так как это повышает точность определени  поправки. Кроме того, без компенсируюшего тока врем  интегрировани  мен етс  в два раза после перехода от кода 2 К коду . В этом случае поправка будет определ тьс  все с большей и большей избыточностью, если врем  интегрировани  и частота генератора 12. были выбраны дл  сдм.ого старшего разр да. Введение компенсирующего тока обеспечивает приближенное посто нство времени интегрировани  и устран ет избыточность. Если же компенсирующие токи рассчитать с учетом «веса каждого разр да, можно еще больше сэкономить оборудование, так как сами генераторы тока просты технически легко реализуемы на одном транзисторе, включенном в паре с диодом по схеме токового переключател , и к ним, как было показано выше, не предтз вл етс  жестких требований .

Целесообразным вариантом использовани  преобразовател   вл етс  включение его в состав программно-управл емого гё-. нератора импульсов точной и стабильной амплитуды. В этом случае к выходу 5 следует подключить вход линейного ключа, а к выходу ключа присоединить рези.стор 6. Така  схема обладает важнейшим преимуществом: независимо от собственной линейности ключа обеспечиваетс  линейна  зависимость импульсного выходного напр жени  от задаваемогбвнешним устройством. Такой генератор найдет широкое применение в науке и технике, так как при его использовании возможны автоматическое измерение таких параметров как линейность и стабильность, а также контроль (отбраковка) аппаратуры самого широкого назначени  и применени  без вмешательства человека.

Преобразователь легко может быть дополнен устройством самоконтрол  и самокалибровки . Дл  этого необходимо подключить , например, с помощью реле, источник эталонного напр жени  9 через резистор 6 ко входу усилител  7. Резистор 6 отключаетс  от выхода 5. Врем  интегрировани  напр жени  источника сравниваетс  затем с эталонным временем, т.е. с частотой импульсов генератора 12.

В момент срабатывани  определенного триггера в арифметическом регистре вырабатываетс  сигнал, который поступает, например , на шаговый двигатель или другое устройство, регулирующее коэффициент передачи усилител  4.

5

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР № 389507, Н 03 К 13/02, 07.09.71.

2. За вка № 1790983718-24, 02.06.72,, по которой прин то решение о выдаче авторского свидетельства.