SU763925A1 - Цифро-аналоговый функциональный преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике.

Известен цифроаналоговый функциональный преобразователь Г , содержащий резисторную матрицу, ключи на полевых транзисторах и формирователи сигналов управлени  ключами, позвол ющий получать напр жение вида А где основание, an- код показател  степени, поступающего на цифровой вход преобразовател .

Его недостатком  вл етс  высока  схемотехническа  сложность и сложность настройки дл  получени  малой погрешности преобразовани .

Наиболее близким техническим решением  вл етс  цифроаналоговый функциональный преобразователь, содержащий блок пересчета, реализованный на генераторе импульсов, элементе И, триггере управлени  и счетчике, входы которого  вл ютс  цифровьа1И входами преобразовател , нуль-орган, соединенный выходом со входом блока пересчета , выход которого подключен ко входу первого интегратора, аналоговый запоминающий элемент, вход которого соединен с выходом первого интегратора а выход  вл етс  выходом пр еобразовател , второй интегратор.

соединенный выходом со входом нульоргана и через ключ с выходом первого интегратора, управл ющий вход ключа соединен с выходом нуль-органа 23 .

5 Основной недостаток зтого преобразовател  - врем  преобразовани , так как врем  интегрировани  дл  получени  приемлемой точности должно составл ть дес тки микросекунд дл  показател  степени, равного единице, и пропорционально увеличиваетс  при увеличении показател  степени. Это врем  определ етс  широкополосностью усилител  интегратора.

15 Так, даже дл  наилучших интегральных операционных усилителей коэффициент передачи пор дка 100-500 соответствует верхней граничной частоте 0,5+ 0,1 МГц, т.е. врем  интегрировани 

20 при точности 0,2-1% должно составл ть около 10 МКС.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи .

Это достигаетс  тем, что цифроана25 логовый функциональный преобразователь, содержащий триггер управлени , элемент задержки, счетчик, входы которого  вл ютс  цифровыми входами преобразовател , а выход старшего разр да подключен.через элемент задержки к первому входу триггера управлени , второй вход которого  вл етс  входом запуска преобразовател , элемент И, первый вход которого подклю чен к пр мому выходу триггера управлени , а второй вход - к выходу генератора импульсов, источник опорного напр жени , выход которого через первый аналоговый ключ соединен с первой обкладкой первого интегрирующего конденсатора, соединенного второй обкладкой с шиной нулевого потенциала, аналоговой запоминающий элемент, вход которого через второй аналоговый ключ соединен с первой обкладкой первого интегрирующего конденсатора, а выход  вл етс  выходом преобразовател , управл ющие входы первого, второго аналоговых ключей, соединены соответственно с инверсным выходом триггера управлени  и выходом старшего разр да счетчика, дополнительно содержит третий и четвертый аналоговые ключи инвертор, второй интегрируюи й конденсатор , перва  обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала , втора  обкладка через третий аналоговый ключ - с первой обкладкой первого интегрирующего конденсатора и через четвертый аналоговый ключ - с шиной нулевого потенциала, выход элем.ента И и управл ющий вход третьего аналогового ключа соединены со входом инвертора, выход которого подключен к счетному входу счетчика и к управл ющему входу четвертого аналогового ключа.

На чертеже приведена блок-схема преобразовател .

Преобразователь содержит счетчик 1, инвертор 2, элемент задержки 3, триггер управлени  4, источник опорного напр жени  5, элемент И 6, генератор импульсов 7, аналоговый зпоминающий элемент 8, первый и второй интегрирующие конденсаторы Э, 10, первый, второй, третий и четвертый аналоговые ключи 11, 12, 13, 14. .

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состо нии триггер управлени  4 находитс  в таком состо нии , когда ключ 11 замкнут и конденсатор 9 зар жен до величины опорног напр жени  Е, В счетчик 1 заноситс  код показател  степени rig, при этом ключи 12 и 13 разомкнуты, а ключ 14эамкнут .

С поступлением на вход запуска преобразовател  импульса пуск тригер управлени  4 опрокидываетс  и на выходе элемента И б, по вл ютс  импульсы от енератора импульсов 7 с периодом повторени  Т. Одновременно с этим ключ 11 размыкаетс . Через врем  равное Т/2 ключ 13 замыкаетс , а с помощью инвертора 2, ключ 14 размыкаетс . За счет подключени  к первому конденсатору 9 второго конденсатора 10, напр жение на первом конденсаторе 9 станет равным

и.

--Е-а,

где С н С - емкости первого и второго конденсаторов 9, 10.

На втором конденсаторе 10 накопитс  зар д Q и Сг,, Во втором такте вначале разр дитс  второй конденсатор 10 через ключ 14, а затем ключ 13 замыкаетс  и напр жение на первом конденсаторе 9 станет равным

Затем ключ 13 размыкаетс , а 14 замыкаетс  и второй конденсатор 10 снова сбрасывает свой зар д. Далее процесс повтор етс .

С

Если обозначить ct : udVC

где (У г - , и прин ть Е ( UJ) то напр жение на первом конденсаторе 10 через и импульсов можно записать в следующем виде

-и(

чМ-И

,

Так как счетчик 1 работает на сложение , то через п тактов (ri N-hg, а N коэфЛициент пересчета на выходе счетчика 1 по вл етс  импульс, который замкнет ключ 12 и в аналоговый запоминающий элемент 8 запишетс  напр же П-Е« и,л«нН-

ние

Этот импульс через элемент задержки 3 установит триггер управлени  4 в исходное состо ние.

Врем  преобразовани  определ етс 

показателем степени , и скоростью перезар да емкости С„, Так, при емкости С 100 пф и сопротивлении открытого ключа на полевом транзисторе 100 Ом, врем  перезар да можно оценить как 6Г 6-100-100-10 6-100 60 НС. Это врем  примерно на два пор дка мень.ше, чем в прототипе. При показателе степени 100, врем  преобразовани  будет чуть больше 10 мкс,

5 в то врем  как в прототипе это врем  соответствовало показателю степени 1. Таким образом, предложенный преобразователь имеет более высокое быстродействие , чем прототип.

0

Следует отметить, что данное

устройство из-за отсутстви  операционных усилителей, внос щих, как правило, дополнительные дрейфы имеет и более высокую точность.

Claims (2)

1.Ямный в. Е., Белоносов КЗ. И.,

0 Подольный Э.и. Быстродействующий управл емый аттенюатор.- Приборы и техника эксперимента 1977, 3, с. 127.

2.Авторское свидетельство СССР

5 № 393749, кл. С Об F 7/20, 1973 (прототип),