SU714427A1 - Программно-управл емый фунциональный преобразователь - Google Patents

Description

I .

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники, а именно, к функциональным преобразовател м цифрового кода в аналоговую величину.

Известен функвдональный преобразователь, содержащий приемный регистр, селектор пол рности , селектор тока, схему управлени  задержки , схему сравнени , двоичный счетчик it источник посто нного тока 1. Однако этот преобразователь имеет низкую точность преобразовани .

Наиболее близким тех11ическим решением к данному изобретению . вл етс  программноуправл емый функциональный преобразователь, который содержит приемный регистр, вход которого  вл етс  первым входом преобразовател , а выход соединен с первым входом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, подсоединенного вторым входом ко второму входу преобразовател , и блок генераторов тока с подключенным к нему блоком преобразователей тока в напр жение , выход которого  вл етс  выходом преобразовател  2. Однако этот преобразователь

имеет невысокую тошость и малое быстро- действие.

Целью данного изобретени   вл етс  повышение точности и быстродействи  преобразовател . Это достигаетс  тем, что преобразователь содержит блок регистров кодов опорных точек , блок регистров разностей кодов соседних опорных точек, блок регистров кодов наклонов аппроксимированных участков и регистр амплтуды, входы которых  вл ютс  соответственно третьим, четвертым, п Тым и шестым входами преобразовател , первый и второй блоки ключей, сумматор, преобразователь кода в напр жение , первый и второй блоки диодных переключателей и дополнительный блок генераторов тока, выход которого через дополнительный блок преобразователей тока в напр жение подключен к первому входу первого блока ДИОДЛЫХ1 переключателей, подсоединенного вторым входом и выходом соответственно к выходу первого блока ключей и ко входу блока генераторов тока, три входа первого блока ключей соединены соответственно с выходом блока регистров разностей кодов соседних опорных точек, с выходом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода и с йьИходом сумматора, входы которого подключены к выходу приелтого регистра и к выходу второго блока ключей, первый вход второго блока ключей подсоединен к выходу блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, подключенного третьим входом к выходу блока регистров кодов опорных точек и ко второму входу второго блока ключей, выход регистра амплитуды подключен через преобразователь кода в напр жение к первому входу второго блока диодных переключателей, второй вход и выход которого подсоединены соответственно к выходу блока регистров кодов наклонов аппроксимированных участков и ко входу дополнительного блока гёнерат6р1ов ±ока.

На фиг. 1 приведена структурна  схема программно-управл емого функционального преобразовател ; на фиг. 2 приведена функциональна  схема формировани  сигнала одного диапазона преобразуемого кода; на фиг- 3 приведена функциональна  схема первого блок ключей; на фиг. 4 приведена функциональна  схема второго блока ключей; на фиг. 5 приведена принципиальна  схема диодных переключателей генератора тока и преобразовател  тока в напр жение; на фиг. 6 показана крива  зависимости выходной аналоговой величины от преобразуемого кода с разными наклонами участков аппроксимации.

Программно-управл емый функциональный преобразователь содержит приемный регистр I, блок 2 регистров кодов опорных точек, блок 3 регистров разностей кодов соседних опорных точек, блок 4 регистров кодов наклонов . аппроксимированных участков, регистр 5 амплитуды , блок 6 формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, сумматор 7, второй блок 8 ключей, первый блок 9 ключей, второй блок 10 диодных переключателей, дополнительный блок tl генераторов тока, дополнительный блок 12 преобразователей тока в напр жение, первый блок 13 диодных пе|1еключ9телей, преоб5)азователь 14 кода в г напр жение , блок 15 генераторов тока и блок 16 преобразователей тока в напр жение. Блок 2 регистров кодов опорных точек соДёржйт регистры 17. Блок 6 формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода -содержит формирователи 18. Второй блок 8 ключей содержит элемент 19 ИЛИ и элеыеаты 20 И. Первый блок 9 ключей содержит элементы 21 ИЛИ, элементы 22 И, элементы 23 И и элементы 24 ИЛИ-НЕ/ Блок 3 регистров разностгй кодов соседних опорных точек содержит регистры 25. Первый блок 10 диоднь|х переключателей содержит диодные переключатели 26. Блок 15 генераторов тока содержит гфеобразователи код-ток 27. Формирователи 18 содержат элемент 28 И, элемент 29 ИЛИ, элемент 30 НЕ и схемы 31 сравнени .

Программно-управл емый функциональный преобразователь работает следующим образом. В начале работы преобразователь устанавливаетс  в исходаое состо ние. Дл  этого определ ютс  исходные величины, которыми  вл ютс  двоичные коды, соответствующие: точкам аппроксимации выходной аналоговой кривой; разност м кодов соседних опорных точек аппроксимации; наклонам аппроксимированных участков; реальному масштабу (амплитуде) выходной аналоговой величины.

Дл  определение: исходных величин анализируетс  крива  зависимости выходной анаЛого .вой величинь от преобразуемого двоичного кода, например, на фнг. 6, где кодам точек аппроксимации соответствз от координаты Xi, Xj, Хз и т.д., разност м кодов соседних точек аппроксимации - (Xi -0), (Xj -Xi), (Хз -Х2) и т.д. Наклоны аппроксимированных участков определ ютс  соотношени ми Vi/Xj, (У2-У1)/ / (Х2 -Xi) 1 и т.д. Код амплитуды выходной аналоговой величины определ етс  отношетшем кода, соответствующего максимальной амплитуде , к величине, представл ющей отношение максимальной амплитуды к требуемой амплитуде . -

При установлении преобразовател  в исходное состо ние в регистрах 17 блока 2 записываютс  коды, соответствующие точкам аппроксимации , в регистрах 25 блока 3 - разности кодов соседних точек аппроксимации, в соответствующих регистрах блока 4 - коды наклонов аппроксимированных участков, а в регистре 5 - код амплитуды (масцггаба) выходной аналоговой величины.

Преобразуемый код поступает на вход приемного регистра 1 и с его выхода передаетс  на входы сумматора 7 и блока 6, в котором сравниваетс  с кодами регистров 17 блока 2, Определ етс  ближайша  к нему в большую сторону точка аппроксимации и формируетс  сигнал на соответствующем выходе блока 6. Дл  этого в формировател х 18 блока 6 происходит параллельАое сравнение кода приемного регистра I с кодами регистров 7 блока 2, начина  с кода первой точки аппроксимации, причем вход 32 первого формировател  18 соединен с логическим нулем. Сравнение кодов лриемного регистра I и данного регистра 17 блока 2 происходит поразр дно, начина  со старшего разр да. Разр ды сравниваютс  в схемах сравнени  31. При равенстве кодов данного старшего разр да, т.е. при неопределенности результата сравнени , Т формируетс  на

обоих выходах 33 и 34 схемы сравнени  31. С выхода 34 Т поступает на вход элемента И 28, а с выхода 33 - на разрешающий вход 35 последующей схемы 31 сравнени , в которой происходит сравнение кодов следующего разр да. Так продолжаетс  до по влени  первого неравенства кодов очередного сра вниваемого разр да. Наличие Т в этом разр де приемного регистра Т и О в том же разр де регистра 17 свидетельствует о том, что код приемного регистра Т больще кода регистра 17 При этом образуетс  О на обоих выходах 33 и 34 схемы 31 сравнени  этого разр да. Вследствие этого формируетс  О на обоих выходах 36 и 37 данного формировател  18. С выхода 36 формировател  18 О передаетс  на соответствующий выход блока 6, свидетельству  об отсутствии сигнала на этом выходе, а с выхода 37 поступает на вход 32 cneaytataft го формировател  18 и разрешает в нем сравнение кода приемного регистра Т с кодом следующего регистра 17. Так продолжаетс  дб по влени  неравенства, при котором имеетс  О в сравниваемом разр де приемного регистра Т и Т в том же разр де регистра 17, т.е. услови , что код приемного регисТ|ра Г меньше кода регистра 17. При этом возникает О на выходе 33 и Г на выходе 34 схем 31 сравнени  как этого, так и всех последующих разр дов данного формировател  18.

Таким образом, как прн равенстве кодов всех разр дов приемного регистра I и да ного регистра 17, так и когда код приемного ре- гистра Г меньще кода данного регистра 17, на выходах 34 всех схем 31 сравнени  д нОго формировател  18 формируютс  I, которые поступают на входы элемента 28 И и на его выходе создают Т, котора  поступает выход 36, а также через элемент 29 ИЛИ на выход 37 данного формировател  18. С выхода 37 Г поступает на вход 32 сЛедую щего формировател  18, точнее - на Ьход элемента 29 ИЛИ, и обеспечивает Г на выходе 37 и О на входе элемента 28 И, вследствие чего на выходе 36 формировател  18 формируетс  О. Аналогично, Т с выхода 37 каждого следующего формировател  18 поступает на входы 32 последующих формирователей 18 и формирует О на его выходах 36 и 1 на выходах 37.

Таким образом, Т формируетс  на виходе только одного формировател  18, а именно, того, который св зан с регистром 17, содержащим код ближайшей в большую сторону относительно кода приемного регистра Т (или равной ему) точки аппроксимащ1н. Эта I поступает на соответствующий выход блока 6 формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, на остальных выходах которого .

Сигнал с выхода блока 6 поступает на соответствующий вход блока 8 ключей (фиг. 3) и разрешает передачу кода предыдущей точки аппроксимации, который с выхода блока 8 поступает на вход сумматора 7 и в нем вычитаетс  из преобразуемого кода, поступающего на другой вход сумматора 7 с выхода приемного регистра Г. Полученна  разность с выхода сумматора 7 поступает на вход блока 9 ключей..

Сигнал с вьЬсода блока 6 поступает также на соответствующий вход блока 9 (фиг. 4),

чем обеспечиваетс  разрешение вьвдачи на информащюнные входь 38 соответствующих диодных переключателей 26 (фиг 5) блока 10 разностей кодов предыдущих смежных точек аппроксимации (относительно преобразуемого

кода) с выходов регистров 25 блока 3 и разности преобразуемого кода и кода предьздущей смежной точки с выхода сумматора 7 (Xi, Xj-Xi, X-Xj на фиг. 6).

Передача кодов на остальные информационные входы блока 10 запрещаетс , вследствие чего на них поступают нули.

На управл ющие входы 39 диодных переключателей 26 блока 10 с выходов блока 12 поступают соответствующие кодам регистров

блока 4 напр жени , определ ющие наклоны участков аппроксимации выходной аналоговой кривой. Уровни сигналов, соответствующие коду Xi, в нервом диодном переключателе 26 блока 10 умножаютс  на соответствующий управл ющему напр жению, (определ емому кодом регистра блока 4) к оэффициент и передаютс  на входы первого преобразовател  кодток 27, в котором преобразуютс  в ток, соответствующий коду Xj, умноженному на указанный коэффи1щент. Этот ток с выхода первого преобразовател  код-ток 27 поступает на соответствующий вход блока 16 и переводам рабочую точку (напр жение на выходе блока 16) в У. Таким же образом код Xj-Xj создает

на выходе второго преобразовател  код-ток 27 блока 15 ток, который поступает на вход блока 16 и, сумм1фу сь с его током, переводит рабочую точку с У в УЗ. Аналогично, код Х-Х2 переводит рабочую точку с УЗ в У.

Масщтаб выходаой аналоговой кривой определ етс  кодом регистра 5, вследствие того, что напр жени  на выходах блока 12, соответствующие кодам регистров блока 4, умножаютс  описанным вьпие образом на коэффициент,

определ емый кодом регистра 5.

Формутга изобретени 

Программно-управл емый функциональный

преобразователь, содержащий приемный регистр.

вход которого  вл етс  первым входом преобразовател , а выход соединен с первым входом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуёйогЧ) кода, подсоеданенного вторым входом ко второму входу пр&образоватёл , и блок reHiepaTopoB тока бподклнменным к нему блоком преобразователей тока в напр  же ие; выход которого  вл етЬ Ш1хЩ{)м преобразовател , о т л и чаю щ ни с   тем, Что, с целью повыша1и  точности и быс:фодействк  преобразо)аатёл , он содерЖ1гт Gndtt рбгйстрбв кодов опорных точек, бло1к регистров разностей кодов соседних опорных точек, блок регистров кодов наклонов аппр оКсйМировайныхг участков к регистр ампйигудЁг, ШЩы которых  вл ютс  ч;оответств ;йно третьим, Четвфтым, п тым и шестым входами преобразовател , первый и второй блоки ключей, cyMMatfipi преобразЬШбль кода б напрюкение, первый и блою{ диодных переключателей и дополнительный блок генераторов тока, которого через допрлнительоый блок преббразОвателей тока: в напр жение  ЬДклк|Ш к1 1ёрсййу ; Bxoj первого блока диодных переключателей, ск дюе №еннОго вторьгм входом и вь1ходом сск)Твётственно к выходу первого блока ключей и ко входу блока генераторов it KSVtf H входа

первого блока ключей соединены соответственно с выходом блока регистров разностей кодов соседних опорных точек, с выходом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода и с выходом сумматора, входы которого подключены к выходу приемного регистра и и выходу второго блока ключей, первый вход второго блока ключей подсоединен к выходу блока формирователей сигналов

диапазонов преобразуемого кода, подключенного третьим входом к выходу блока регистров кодов опорных точек и ко второму входу второго блока ключей, выхОд регистра амплитуды подключен через преобразователь кода в напр жение к первому входу второго блока диодных переключателей, второй вход и вькод которото подсоертаены соответственно к выходу блока регистров кодов наклонов аппроксимированных участков и ко входу дополнительного блока генераторов тока.

Источники информации, ; фИн тые во вним;шие при экспертизе

1.Патент США № 3529138, кл. 235-150.53, опублшс. 1970.

2.Патент Великобритании N 1360943, кл. G 4 Н, опублик 1974 (прототип).

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Программно-управляемый функциональный преобразователь, содержащий приемный регистр, вход которого является первым входом преобразователя, а выход соединен с первым входом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, подсоединенного вторым входом ко второму входу преобразователя, s и блок генераторов тока с подключенным ί к нему блоком преобразователей тока в напряжение, выход которого является выходом преобразователя, о т л и чаю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродей- ю ствия преобразователя, он содержит блок регистров кодов опорных точек, блок регистров разностей кодов соседних опорных точек, блок регистров кодов наклонов аппроксимированныхг участков и регистр амплитуды, входы которых 15 являются соответственно третьим, четвертым, пятым и шестым входами преобразователя, первый и второй блоки ключей, сумматор, преобразователь кода в напряжение, первый и второй блоки диодных переключателей и дополни- 20 тельный блок генераторов тока, выход которого через дополнительный блок преобразователей тока в напряжение подключен к первому . входупервого блока диодных переключателей, подсоединенного вторым входом и выходом 25 соответственно к выходу первого блока ключей и ко входу блока генераторов тока, три входа первого блока ключей соединены соответственно с выходом блока регистров разностей кодов соседних опорных точек, с выходом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода и с выходом сумматора, входы которого подключены к выходу приемного регистра и й выходу второго блока ключей, первый вход второго блока ключей подсоединен к выходу блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, подключенного третьим входом к выходу блока регистров кодов опорных точек и ко второму входу второго блока ключей, выход регистра амплитуды подключен через преобразователь кода в напряжение к первому входу второго блока диодных переключателей, второй вход и выход которото подсоединены соответственно к выходу блока регистров кодов наклонов аппроксимированных участков и ко входу дополнительного блока генераторов тока.