SU748866A1 - D-a converter - Google Patents

D-a converter Download PDF

Info

Publication number
SU748866A1
SU748866A1 SU762371424A SU2371424A SU748866A1 SU 748866 A1 SU748866 A1 SU 748866A1 SU 762371424 A SU762371424 A SU 762371424A SU 2371424 A SU2371424 A SU 2371424A SU 748866 A1 SU748866 A1 SU 748866A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
counter
output
input
dac
inputs
Prior art date
Application number
SU762371424A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Исаак Меерович Данилевич
Геннадий Рудольфович Круль
Original Assignee
Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации В Нефтяной И Химической Промышленности "Нефтехимавтомат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации В Нефтяной И Химической Промышленности "Нефтехимавтомат" filed Critical Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации В Нефтяной И Химической Промышленности "Нефтехимавтомат"
Priority to SU762371424A priority Critical patent/SU748866A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU748866A1 publication Critical patent/SU748866A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

Изобретение относится к цифроанал'оговой преобразовательной технике и предназначено, в частности, для использования в цифровых измерительных приборах.The invention relates to digital-to-analog conversion technology and is intended, in particular, for use in digital measuring instruments.

Известен цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) с промежуточной широтноимпульсной модуляцией (ШИМ), содержащий генератор, выходом соединенный со счетным входом счетчика, выходы коI торого соединены с первыми входами блока сравнения, вторыми входами соединенного с входами преобразуемого кода. Выход нулевого положения счетчика и выход блока сравнения соединены со входами блока управления аналоговым 1 ключом, выходом соединенного с управляющим входом аналогового ключа, который соединяет выход источника образцового напряжения с входом фильтра нижних частот, выход последнего является выходом преобразователя [1].A digital-to-analog converter (DAC) with an intermediate pulse-width modulation (PWM) is known, which contains a generator connected to the counter input of the counter, the outputs of which are connected to the first inputs of the comparison unit, the second inputs connected to the inputs of the converted code. The output of the counter zero position and the output of the comparison unit are connected to the inputs of the control unit by analog 1 key, the output connected to the control input of the analog key, which connects the output of the reference voltage source to the input of the low-pass filter, the output of the latter is the output of the converter [1].

Недостатком этого преобразователя является то, что в нем осуществлена кор2 рекция погрешностей только фильтра нижних частот.The disadvantage of this converter is that it corrects errors of only the low-pass filter.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ЦАП, содержащий генератор импульсов, подключенный к счетному входу вспомогательного счетчика, который вместес основным счетчиком соединен с блоком сравнения, выход последнего соединен с нулевым установочным входом, а выход вспомогательного счетчика с единичным установочным входом триггера формирования широтно-модупированных импульсов. Выход триггера подключен к ключевой схеме, которая на время длительности импульса подключает вход фильтра нижних частот к источнику стабилизированного напряженйя. Выделяемая фильтром постоянная составляющая напряжения пропорциональна преобразуемомукоду [2Д^Closest to the invention in technical essence is a DAC containing a pulse generator connected to the counting input of the auxiliary counter, which together with the main counter is connected to the comparison unit, the output of the latter is connected to the zero setting input, and the output of the auxiliary counter with a single setting input of the latitudinal modulated pulses. The trigger output is connected to a key circuit, which for the duration of the pulse duration connects the low-pass filter input to a stabilized voltage source. The DC component of the voltage allocated by the filter is proportional to the code being converted [2D ^

Недостатком известного ЦАП с ШИМ является отсутствие возможности линеа—.. ризадии характеристики цифроаналогового преобразователя. В связи с этим ужесто-A disadvantage of the known DAC with PWM is the lack of the possibility of line-to-phase characteristics of a digital-to-analog converter. In connection with this

7488Θ8 чаются требования к линейности всех ‘ аналоговых узлов ПАП и к временным характеристикам дискретных элементов.7488–8, the requirements on the linearity of all ‘analog PAP nodes and on the temporal characteristics of discrete elements are presented.

Целью изобретения является повышение точности преобразования и снижение требований к линейности характеристик составляющих элементов.The aim of the invention is to increase the accuracy of conversion and reduce the requirements for linear characteristics of the constituent elements.

Поставленная цепь достигается тем, что цифроаналоговый преобразователь, содержащий генератор импульсов, соеди- 10 ненный выходом со счетным входом вспомогательного счетчика,, выходы которого соединены с первыми входами основного блока сравнения, вторыми входамисоединенногосвыходамиосновного 15 счетчика и входами программного блока, вы- ; ход основного блока сравнения соединен с нулевым установочным входом триггера формирования широтно-модупйрованньгх импульсов, выходом соединенного с управляющим входом ; 2о ключа, соединяющего выход источника стабилизированного напряжениясо входом фильтра , нижних частот, введены реверсивный счет-'! чик и дополнительный блок сравнения, при-, чем выход программного блока соеди- 25 ней с шиной реверса реверсивного счетчика, выходами соединенного с первыми вхо>. дами дополнительного блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами вспомогательного счетчика, а выход 30 дополнительного блока сравнения с нулевым установочным входом вспомогатель- ' ного счетчика и единичным ус тановочным входом триггера формирования широтномоду пиров энных импульсов. · 35 The assigned circuit is achieved by the digital to analog converter comprising a pulse generator 10 soedi- nenny output with auxiliary counting input of counter ,, outputs are connected to first inputs of the basic unit of comparison, vhodamisoedinennogosvyhodamiosnovnogo second counter 15 and the inputs of the program block, you are a; the course of the main comparison unit is connected to the zero installation input of the trigger for the formation of latitudinal modulated pulses, the output connected to the control input ; 2 about the key connecting the output of the stabilized voltage source with the input of the filter, low frequencies, introduced a reverse account - '! chik and an additional comparison unit, moreover, the output of the program unit is connected to it with the reverse bus of the reversible counter, outputs connected to the first inputs>. by means of an additional comparison unit, the second inputs of which are connected to the outputs of the auxiliary counter, and the output 30 of the additional comparison unit with the zero installation input of the auxiliary counter and the single installation input of the trigger for generating the latitudinal pyrene pulses. 35

На фиг. 1 представлена блок-схема ЦАП; на фиг. 2 - диаграмма, иллюстрирующая работу ЦАП,In FIG. 1 shows a block diagram of a DAC; in FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the DAC,

ПАП содержит основной счетчик 1, вы- 4θ ходами соединенный с первыми входами основного блока 2 сравнения, вторые входы которого соединены с выходами вспомогательного счетчика 3, соединенного нулевым установочным входом с единич-45 ным установочным входом триггера 4 формирования широтно-модулированных импульсов. Счетный вход счетчика 3 соединен с выходом генератора 5 импульсов. Выход триггера 4 соединен с управляющим вхо- $ дом ключа 6, соединяющего выход источника 7 стабилизированного напряжения и вход фильтра 8 нижних частот. Выход счетчика 1 соединен также со входами программного блока 9, входом соединенного с шиной реверса введенного реверс ивного счетчика 10, выходами соединенного с первыми входами дополнительного блока 11 сравнения; вторыевхода готорсго сое динены с выходами счетчика 3. Выход блока 11 соединен с единичным установочным входом триггера 4, нулевой установочный вход которого соединен с выходом блока 2.PAP comprises a main counter 1, you are a 4 θ passages connected to the first inputs of the basic unit 2. In comparison, the second inputs of which are connected to the outputs of the auxiliary counter 3 is connected with a zero adjusting input of unit 45 nym mounting trigger input 4 forming a pulse-modulated pulses. The counting input of the counter 3 is connected to the output of the pulse generator 5. The output of the trigger 4 is connected to the control input of the key 6 connecting the output of the stabilized voltage source 7 and the input of the low-pass filter 8. The output of the counter 1 is also connected to the inputs of the program unit 9, the input of the input reverse counter 10 connected to the reverse bus, the outputs connected to the first inputs of the additional comparison unit 11; the second inputs of the GOTS are connected to the outputs of the counter 3. The output of block 11 is connected to a single installation input of trigger 4, the zero installation input of which is connected to the output of block 2.

Работа предлагаемого ЦАП аналогична работе известных ЦАП и ШИМ и заключается в преобразовании числа в основном счетчике 1, вводимого в него последовательно или параллельно, в длительность импульсов стабильного напряжения с последующим выделением постоянной составляющей. В известных ЦАП с ШИМ длительность импульсов формируется выходным сигналом с основного блока сравнения 2 и импульсом переполнения от вспомогательного счетчика 3, поступающими соответственно на нулевой и единичный установочные входы триггера 4.The work of the proposed DAC is similar to the work of the known DACs and PWM and consists in converting the number in the main counter 1, introduced in it in series or in parallel, into the duration of the stable voltage pulses with the subsequent isolation of the DC component. In known DACs with PWM, the pulse duration is formed by the output signal from the main comparison unit 2 and the overflow pulse from the auxiliary counter 3, which respectively arrive at the zero and single installation inputs of trigger 4.

Период Т формируемой импульсной последовательности определяется соотношением между емкостью вспомогательного счетчика и частотой заполнения его импульсами, поступающими от генератораThe period T of the generated pulse sequence is determined by the ratio between the capacity of the auxiliary counter and the frequency of filling it with pulses from the generator

5. В предлагаемом ЦАП, как и в известных ЦАП с ШИМ, на время длительности импульса tn, сформированного триггером 4, ключ 6 подключает источник 7 стабилизированного напряжения ко входу фильтра 8 нижних частот, выходное'Напряжение которого является выходным параметром ЦАП. .· где Uo - напряжение источника 7 стабилизированного напряжения;5. In the proposed DAC, as in the well-known DACs with PWM, for the duration of the pulse duration t n generated by trigger 4, switch 6 connects the stabilized voltage source 7 to the input of the low-pass filter 8, the output voltage of which is the output parameter of the DAC. . · Where U o - voltage source 7 stabilized voltage;

и - показания основного счетчика 1; N - емкость вспомогательного счетчика 3;and - readings of the main counter 1; N is the capacity of the auxiliary counter 3;

£о - частота генератора 5 импульсов.£ o - generator frequency of 5 pulses.

Выражение (1) можно записать так |^6ых~п'ьГ'зП к ’?Expression (1) can be written as | ^ 6th ~ n 'b' zP k '?

В реальных условиях иэ-эа неидеальности фронтов формируемых импульсов напряжения, нелинейных характеристик аналоговых узлов (ключа 6, фильтра 8 нижних частот) коэффициент преобразования (К) ПАП не постоянен во всем диапазоне преобразования, что приводит к возникновению погрешностей нелинейности, т. е. к снижению точности преобразования. Из (2) следует, что при неизменном числе П в основном счетчике 1 выходное напряжение ЦАП можно регулировать, изменяя емкость вспомогательного счетчика 3. Этот принцип положен в основу линеариΛ·ΛΖ· 'зации градуировочной характеристики ( предлагаемого ПАП, которая осуществил-1 ется по командам программного блока 9 с помощью реверсивного счетчика 10 и блока 11 сравнения. Сущность применяемой линеаризации характеристик ПАП заключается в том, что на стадии градуировки ЦАП устанавливается функциональная зависимость, связывающая емкость N вспомогательного счетчика 3 с числом и, записанным в основном счетчике 1, т, е. Ы^=£(гц) , обеспечивающая условие K=const. во всем диапазоне преобразований. В связи с тем, чЮ диапазон изменений емкости вспомогательного счетчика 3 в реальных условиях невелик, то .Ν^Ν^ΔΝ;, (3) где Νο - емкость счетчика 3 при отсутствии погрешностей нелинейности;Under real conditions of non-ideal fronts of generated voltage pulses, non-linear characteristics of analog nodes (key 6, low-pass filter 8), the conversion factor (K) of the PAP is not constant over the entire conversion range, which leads to non-linearity errors, i.e., reduce conversion accuracy. From (2) it follows that for the same number of the counter n is mainly 1 DAC output voltage can be adjusted by changing the capacitance of the auxiliary counter 3. This principle underlies lineariΛ · Λ Ζ · 'tion calibration characteristics (PAP proposed that 1-implemented etsya according to the instructions of the program block 9 using the reversible counter 10 and the comparison block 11. The essence of the applied linearization of the PAP characteristics is that at the stage of the DAC calibration a functional relationship is established that connects the auxiliary capacitance N of the counter 3 with the number u written in the main counter 1, i.e., L ^ = £ (Hz), providing the condition K = const. in the entire range of transformations. In connection with the range of changes in the capacity of the auxiliary counter 3 in real conditions is small, then .Ν ^ Ν ^ ΔΝ ;, (3) where Ν ο is the capacity of the counter 3 in the absence of non-linearity errors;

. i Δ NI - диапазон необходимых регу лировок.. i Δ NI is the range of necessary adjustments.

Величина Δ Nt. в реальных условиях не превосходит 2-3% от N , а знак ее определяется знаком погрешности нелинейности./The value of Δ Nt. in real conditions, it does not exceed 2-3% of N, and its sign is determined by the sign of the nonlinearity error.

Особенность работы ЦАП заключается в том, что в исходном состоянии в дополнительном счетчике 10 устанавливается показание No. При записи преобразуемого числа hj, в основной счетчик 1 программный блок 9 на основе признаков, связанных с числом Иt и введенных в него при градуировке, осуществляет соответствующее увеличение или уменьшение показания 35 в дополнительном счетчике 10. Программный блок 9 по сути своей работы является программируемым преобразователем типа 'код-код' с представлением выходного кода в виде импульсов, поступающих на счетный вход дополнительного счетчика 10. Кроме того, программный блок 9 управляет направлением счета в дополнительном счетчике 10 по признакам, связанным с числом п[·The feature of the DAC is that in the initial state in the additional counter 10 is set to read N o . When writing the converted number hj to the main counter 1, the program unit 9, on the basis of the signs associated with the number It and entered into it during calibration, performs a corresponding increase or decrease in the reading 35 in the additional counter 10. The program unit 9 is essentially a programmable converter type 'code-code' with the presentation of the output code in the form of pulses arriving at the counting input of the additional counter 10. In addition, the program unit 9 controls the direction of the count in the additional counter 10 according to signs associated with the number n [·

Таким образом, в формировании длитель; ности периода последовательности широтно·^' модулированных импульсов участвует переменная емкость вспомогательного счетчика 3, т. е. в отличие от ' известного ЦАП, в предлагаемом ЦАП осуществляется . регулировка длительности периода импульсной последовательности. Это позволяет осуществить линеаризацию реальной характеристики ЦАП, что иллюстрирует фиг. 2.Thus, in the formation of the extender; The variable capacitance of the auxiliary counter 3 is involved in the period period of the latitudinal · ^ 'modulated pulses, i.e., in contrast to the' known DAC, the proposed DAC is implemented. adjustment of the duration of the pulse sequence period. This allows linearization of the actual characteristics of the DAC, as illustrated in FIG. 2.

Из фиг. 2а видно, что для линеаризации характеристики ЦАП на участке ОА с цепью уменьшения выходного напряжения Uftbix необходимо увеличивать емкость вспомогательного счетчика 3 (фиг. 2 б, участок ОА ), а на участке АВ (фиг. 2. а)уменьшать емкость счетчика 3 с целью увеличения (фиг. 2 б, участок А'в’).From FIG. 2a, it is necessary to increase the capacity of the auxiliary counter 3 (Fig. 2 b, section OA) to linearize the characteristics of the DAC in the OA section with the output voltage reduction circuit Uftbix, and in the AB section (Fig. 2. a) to reduce the capacity of the counter 3 in order to increase (Fig. 2 b, plot A'v ').

Осуществляемая линеаризация позволяет снизить требования к линейности таких аналоговых узлов ПАП как ключ 6, фильтр 8 нижних частот, усилители мощности, включаемые обычно на выходе ЦАП, и тем самым повысить точность преобразования.The ongoing linearization reduces the linearity requirements of such analog PAP nodes as key 6, low-pass filter 8, power amplifiers, which are usually turned on at the DAC output, and thereby increase the conversion accuracy.

При этом основным преимуществом предлагаемого ПАП является то, что все операции по линеаризации характеристики осуществляются на элементах дискретной техники.Moreover, the main advantage of the proposed PAP is that all operations on the linearization of the characteristics are carried out on elements of discrete technology.

Предлагаемый ЦАП может найти применение в измерительной технике при 'создании высокоточных источников напряжения. Отсутствие необходимости в высоколинейных презинионных аналоговых узлах выгодно отличает предлагаемый ЦАП от известных ЦАП с ШИМ. Возможность получения заданной нелинейной зависимости между значением преобразуемого кода (ивыходным напряжением позволяет исполь-. эовать предлагаемый ЦАП для компенсации нелинейности измерительных· прео^ра-; зователей.The proposed DAC can find application in measurement technology for the creation of high-precision voltage sources. The absence of the need for high-linear presinion analog nodes compares the proposed DAC from the well-known DACs with PWM. The possibility of obtaining a given nonlinear dependence between the value of the code being converted ( output voltage) allows us to use the proposed DAC to compensate for the nonlinearity of the measuring converters.

Claims (2)

1.Патент США № 3646545, кл. Н 03 К 13/О2, 1972.1. US patent number 3646545, class. H 03 K 13 / O2, 1972. 2.Патент Франции Ms 148701, кл. Q 01 I, 1967 (прототип).2. The patent of France Ms 148701, cl. Q 01 I, 1967 (prototype).
SU762371424A 1976-06-14 1976-06-14 D-a converter SU748866A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762371424A SU748866A1 (en) 1976-06-14 1976-06-14 D-a converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762371424A SU748866A1 (en) 1976-06-14 1976-06-14 D-a converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU748866A1 true SU748866A1 (en) 1980-07-15

Family

ID=20665245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762371424A SU748866A1 (en) 1976-06-14 1976-06-14 D-a converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU748866A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU748866A1 (en) D-a converter
CN1213307C (en) Sigma-delta multiplier circuit for power measurement equipment
JPS5917566B2 (en) analog to digital converter
GB2080659A (en) Signal generating arrangements
JPS61102821A (en) Digital voltmeter
JPH03190405A (en) Ac signal generator
SU645172A1 (en) Device for reproducing varying-in-time coefficients
SU822203A1 (en) Analogue signal dividing device
JPS6248296A (en) Drive circuit for stepping motor
SU692079A1 (en) Digital-analog converter
JP3174608B2 (en) Linear interpolation method
SU898451A1 (en) Function generator (its versions)
JPH05175850A (en) D/a converter
SU1256170A1 (en) Generator of sine signal
JP3154311B2 (en) Input conversion display device
JPS5948572B2 (en) analog digital converter
SU763926A1 (en) Functional converter
SU1336233A1 (en) Device for measuring differential non-linearity of digital-to-analog converters
JPH09205367A (en) Integration a/d conversion method
RU1817244C (en) Digital-to-analog converter
SU736128A1 (en) Function generator
SU732955A1 (en) Two-reading shaft angular position-to-code converter
SU1725397A1 (en) Logarithmic ad converter
SU1269269A1 (en) Multichannel digital-to-analog converter
JPH02170723A (en) A/d converting circuit