SU762163A1 - Code to voltage functional converter - Google Patents

Description

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Оно может быть использовано Для формировав ния функциональных зависимостей, аргумент которых представлен в виде цифрового кода.

Известен функциональный преобразователь кода в напряжение, содержащий блок управления, цифроаналоговый преобразователь и управляемый делитель опорного напряжения. Кроме того, в него входят блок, шунтирующий выход цифроаналогойо^го преобразователя, блок суммирования (вычитания) и селектор выходного сигнала. Функциональный преобразователь ₍ работает по принципу линейно-кусочной аппроксимации, т.е. линеаризует нелинейную функцию отрезками прямых линий [Υ].

Однако это приводит к уменьшению точности работы преобразователя. .

Известен также функциональный преобразователь кода в напряжение, содержащий последовательно соединенные источник входного кода, блок управления‘и основной цифроаналоговый преобразователь, инвертор, коммутатор источник входного напряжения и сумматоры, выходы которых соединены с Выходом устройства. Аналоговый вход основного цифроаналогового преобразователя соединен с источником входного напряжения. Управляющий вход коммутатора соединен с блоком управления И·

Недостатком устройства является значительные (более 1%) погрешности воспроизведения функции на выходе устройства. Сопротивления ключей коммутатора, включенного во входной цепи сумматоров, увеличивают погрешность формирования функции.

Цель изобретения - пбвышение точности работы преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в функциональный преобразователь кода в напряжение, содержащий последовательно соединенные источник входного кода, блок управления и основной цифроаналоговый преобразователь, аналоговый \ 3 7621 входкоторого соединён с источником входного напряжения, коммутатор, управляющий вход которого соединен с блоком управления, и сумматоры, первые выходы которых соединены с выходом преобразова- ₅ теля, введены операционный усилитель и дополнительные пифроаналоговые преобразователи, цифровые входы которых соединены с выходом блока управления, а аналоговые входы подключены к выходу ₁₀ основного цифроаналогового преобразовате- . ля, выходы основного й дополнительных цифроаналоговых преобразователей и выход источника входного напряжения соединены Со входами сумматоров, вторые ₁₅ выходы которых соединены со входами Коммутатора, выход которого, через операционный усилитель соединен с выходом функционального преобразователя.

На чертеже представлена функциональ- 20 ная схема преобразователя.

Функциональный преобразователь кода в напряжение содержит источник 1 входного кода, блок 2 управления, основной цифроаналоговый преобразователь 3, выход 25 4 блока управления, коммутатор 5, источник 6 входного напряжения, сумматоры 7 и 8, первые входы которых соединены с выходом преобразователя, дополнительный цифроанапоговый преобразователь 9 и 30 операционный усилитель 10. При этом цифровой вход дополнительного цифроаналогового преобразователя 9 (на чертеже показан один дополнительный преобразователь, но их может быть несколько) соё- ₃₃ динен с выходом блока 2 управления. Выходы цифроаналоговых преобразователей 3 и 9 и выход источника 6 входного напряжения соединены со входами сумматоров 7 и 8, вторые выходы которых соединены ₄₀ со входами коммутатора 5. Выход коммутатора 5 через операционный усилитель Ю соединен с выходом преобразователя.

Работа преобразователя кода в напряжение осуществляется следующим образом. ₄₅

Функцию К х ) на интервале можно аппроксимировать полиномом п —й степей» ί(χ1«=α_οι-α₄χια₂χ²+·· · + α_Μχ. х^х^х².

(ΐ)

Практически с достаточной степенью точности можно ограничиться тремя членами разложения, т.е. полиномом второй сте’''пёнй- £(^χΙ*0»ο^+α<*¹-^0,2^χ2· Ф .1 .....'

Если функция на всем интервале плохо '4 аппроксимируется таким полиномом, то интервал разбивается на равные части . и составляются полиномы второй степени для каждого отрезка интервала. Количество цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) 3 и 9 в устройстве равно степени аппроксимирующего полинома. Количество дополнительных ЦАП 9 не влияет на техническую сущность предлагаемого решения.

Рассмотрим принцип работы устройства, содержащего, например 1 дополнительный цифроаналоговый преобразователь 9.

Входной код N поступает от источ — ника 1 входного кода на входы блока 2 управления. Старшие разряды кода преобразуются в блоке 2 управления в сигнал управления для коммутатора 5, т.е. при помощи старших разрядов кода производится разбиение диапазона изменения аргумента на равные части. Если используется 1 старший разряд, то диапазон разбивается на 2 части , если 2 старших разряда, то - на 4 части и т.д., т.е. на 2*^ст частей. Для упрощения пояснений на чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства с использованием одного старшего разряда кода, т е. интервал разбивается на 2 равные части.

Младшие разряды входного кода N через блок 2 управления поступают на входы ЦАП 3 и 9, которые соединены последовательно. На выходе основного ЦАП 3 получается напряжение II4-К^· И* *М_мла на выходе дополнительного ЦАП9 где К₄ и К₂ коэффициенты передачи ЦАП 3 и 9. Таким образом,на выходе ЦАП ^3 получается напряжение, пропорциональное аргументу, а па выходе ЦАП 9 - напряжение,пропорциональное квадрату аргумента. Напряжения И , II4 , ϋ ₂ поступают на входы сумматоров 7 и 8, выполненных на резисторах. Коммутатор 5, в зависимости от управляющего сигнала, подключает в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 10 один из'сумматоров (7 или 8) в зависимости от того, какой участок функции аппроксимируется, ί Рассчитывая номиналь резисторов сумматоров 7 и 8, можно получить напряжение, пропорциональное аппроксимируемой функции и «и

ЬЫ« /«о %

1^' т?

I?, )·(3Ϊ

- 7

При аппроксимации функции I (X ) полиномом η -го порядка в устройство вводят последовательно соединенные с основным η дополнительных цифроаналоговых преобразователей 9. Количество входов, а, следовательно, и количество резисторов в сумматорах 7 и 8 увеличиваются пропорционально количеству дополнительных цифроаналоговых преобразователей 9.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить точность работы преобразователя. Аппроксимация функции полиномом второй степени позволяет получить выходной сигнал с точностью до 0,05%. Фактически точность' ограничивается точностью номиналов резисторов сумматора. В предложенном устройстве ни величина номиналов ключей коммутатора, ни их разброс не влияют на точность работы преобразователя, так как используемый операционный усилитель имеет высокое, входйое сопротивление (порядка сотен МОм).

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Функциональный преобразователь кода в напряжение, содержащий последовательно соединенные источник входного кода,

   2163 _θ блок управления и основной цифроанало- , говый преобразователь, аналоговый вход которого соединен с источником входного напряжения, коммутатор, управляющий вход

   5 которого соединен с блоком управления, и сумматоры, первые выходы которых соединены с выходом преобразователя, обличающийся тем, что, с цекью повышения точности преобразования

   Ю в него введены операционный усилитель и дополнительные цифроаналоговые преобразователи, цифровые входы которых соединены с выходом блока управления, а аналоговые входы подключены к выходу

   15 основного цифроаналогового преобразователя, выходы основного и дополнительных цифроаналоговых преобразователей и выход источника_входного напряжения· соединены' со входами сумматоров,

   20 вторые выходы которых соединены со входами коммутатора, выход которого через операционный усилитель соединен ’ с выходом функционального преобразователя.