SU822208A1

SU822208A1 - Синус-косинусный цифроаналоговыйпРЕОбРАзОВАТЕль

Info

Publication number: SU822208A1
Application number: SU792782017A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Александрович Бархоткин; Геннадий Михайлович Выдолоб; Иван Яковлевич Козырь; Григорий Иванович Гаврилюк; Анатолий Карлович Прушинский; Исак Григорьевич Вайсман
Original assignee: Московский Институт Электроннойтехники; Производственное объединение "Октябрь"
Priority date: 1979-06-19
Filing date: 1979-06-19
Publication date: 1981-04-15

Description

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

(.1)822208

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий

К АВТОРСКОМУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 19.06.79 (21) 2782017/18-24 с присоединением заявки № - (23) Приоритет -

Опубликовано 1504 81. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 15,0481 (51)М. Кл.³

G 06 G 7/22

G Об J 3/00 (53) УДК 681.335 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.А.Бархоткин, Г.М.Выдолоб, И.Я.Козырь, Г.И.Гаврилюк,

А. К.Прушинский )1ПГ.“РтВай.сман / ------_ (71) Заявители

Московский институт электронной*Техники· ц пройздёдственное объединение Октябрь г '/ — - ............. — -·- - — I HJ- ----— ' /..„I ·

(54) СИНУС-КОСИНУСНЫЙ ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится¹^ аналогоцифровой вычислительной технике.

Известен синус-косинусный цифроаналоговый преобразователь, содержащий цифровой управляемый резистор, операционный усилитель и масштабные резисторы, отличающийся простотой £1J .

Однако он имёет погрешность аппроксимации более 3%, что существенно ограничивает область применения.

Наиболее близким к предлагаемому является синус-косинусный цифроаналоговый преобразователь, содержащий первый операционный усилитель, выход которого является выходом преобра-·* эователя, первый резистор обратной связи, включенный между входом и выходом первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, между входом и выходом которого включен второй резистор обратной связи, первый входной резистор,включенный между выходом первого и входом втор го операционных усилителей, второй входной резистор, первый вывод которого соединен со входом второго операционного усилителя, а втордй вывод является входом преобразователя, цифровой управляемый резистор, выполненный на П переключателях, первые не подвижные контакты каждого из которых соединены с выходом второго операционного усилителя, а вторые неподвижные контакты каждого из которых со входом первого операционного уси- . лителя,' η весовых резисторах, первые выводы которых соединены, с подвижными контактами переключателей, а вторые выводы объединены и через первый масштабный резистор соединены со входом первого операционного усилителя, управляющие входы переключателей являются разрядными входами преобразователя.

Этот преобразователь реализует аппроксимирующую функцию в виде рациональной дроби второго порядка, у которой отношение коэффициентов при линейном и квадратичном членах числителя всегда равно отношению коэффициентов при аналогичных членах знаменателя ·

Однако указанная взаимосвязанность коэффициентов значительно’· ограничивает точность воспроизведения синусной и косинусной зависимостей.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

Эта цель достигается тем, что синус-косинусный цифроаналоговый преобразователь', содержащий первый операционный усилитель, выход кото' рого является выходом: преобразователя, первый резистор обратной сдяэи, включенный между входом и выходом первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, между ; входом и выходом которого включен второй резистор обратной связи, первый ’· входнрй резистор, включенный между выходом первого и входом второго операционных усилителей, второй входной резистор, первый вывод которого соединен со входом второго операционного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя, цифровой управляемый резистор, выполненный на η переключателях, первые •неподвижные контакты каждого из которых соединены с выходом второго операционного усилителя, а вторые неподвижные контакты каждого из’которых - со входом первого операционного усилителя, П весовых резисторах _Λ первые выводы которых соединены с подвижными контактами переключателей, а вторые выводы объединены и через масштабный резистор соединены со входом операционного усилителя, управляющие входы переключателей являются разрядными входами преобразователя, дополнительно содержит второй и третий масштабные резисторы, соединенные первыми выводами с общими выводами весовых резисторов цифрового управляемого резистора, второй вывод второго масштабного резистора соединен с шиной нулевого потенциала, а свободный вывод третьего масштабного резистора - со входом второго операционного усилителя.

На чертеже приведена схема преобразователя.

Преобразователь содержит цифровой управляемый резистор 1, состоящий из п весовых резисторов 2_О,..2_П__Ч, переключателей З_о...З_П-1 и первого масштабного резистора 4, первый' и второй операционные усилители 5 и 6, первый и второй резисторы 7 и 8 обратной связи, первый и второй вход30 _υ__YioV₀e(Y4⁴Y₀-Y₀e)u_BX ^Bb,x V8(^y4⁺VV44⁺Y12)-Y₀(YoY₉*Y₄A*Y₇Y_I2)Q*Y₉Y^e

Все коэффициенты дроби (2) независимы, в этом случае погрешность аппроксимации функции U_W=U_BXs1 ribв/2 составляет менее 0,03% в диапазоне изменения аргумента Οίθίΐ.

Описанный преобразователь реализует приближение к.зависимости Mehcos^ с погрешностью не более 0,03% в том же диапазоне изменения аргумента при управлении цифровым управляемым реэис. тором 1 обратным двоичным кодом S. 65 ные резисторы 7 и 8 обратной связи, первый и второй входные резисторы 9 и 10, второй и третий масштабные резисторы 11 и 12. .

Синус-косинусный цифро-аналого, вый преобразователь работает следующим образом.

Входное напряжение устройства через второй входной резистор 10 подается на вход второго операционного усилителя б, куда поступает так» ^υ же выходное напряжение преобразователя через первый входной резистор 9 и напряжение, действующее на объединенных выводах весовых резисторов 2₀, 2 4.. . 2_п_4, через масштаб15 ный резистор 12. Выходное напряжение второго операционного усилителя равно сумме указанных напряжений · , (1) где. - выходное напряжение опе20 рационного усилителя б!

U_BX- входное напряжение преобразователя;

^ивых выходное напряжение преобразователя;

^и2 - напряжение, действующее на объединенных выводах весовых резисторов 2 ₀, 2«... * ’^ΙΚ’

У₈,

Уд г У_(о, У^~ проводимости резисторов 8-10,12. .

Учитывая следующие соотношения между напряжениями, действующими в преобразователе,

Υ_οθ ^2 у + у . v 4 v U 6 , 'о '4 '12

Vd’-Yo'YoQ, ^ивых^/=* γ ^2’

А

- весовая проводимость цифрового управляемого резистора А

- двоичный КОДJ где У_о ^У<1'

У12 ~ проводимости масштабных резисторов 4, 11 и 12 соответственно, и формулу, (1), выходное напряжение преобразователя можно записать в следующем виде:

12)

Таким образом, введение масштабных резисторов привело к созданию дополнительной обратной связи в преобразователе, благодаря которой обеспечена независимость коэффициентов аппроксимирующей функции, что позволяет увеличить по сравнению с известным точность аппроксимации синусной и косинусной функции.

Claims

Изобретение относителен аналогоцифровой вычислительной технике. Известен синус-косинусный цифроан логовый преобразователь, содержащий цифровой .управл емый резистор, опера ционный усилитель и масштабные резис торы, отличающийс простотой 1 . Однако он имеет погрешность аппро симации более 3%, что существенно ог раничивает область применени . Наиболее близким к предлагаемому вл етс синус-косинусный цифроаналоговый преобразователь, содержащий первый операционный усилитель, выход которого вл етс выходом преобр зовател , первый резистор обратной св зи, включенный между входом и выходом первого операционного усилител , второй операционный усилитель, между входом и выходом которого вклю чен второй резистор обратной св зи, первый входной резистор включенный между выходом первого и входом вто го операционных усилителей, второй входной резистор, первый вывод которого соединен со входом второго операционного усилител , а второй вывод вл етс входом преобразовател , циф ровой управл емый резистор, выполнен ный на П переключател х, первые неподвижные контакты каждого из которых соединены с выходом второго операционного усилител , а вторые неподвижные контакты каждого из которых со входом первого операционного уси- . лител , п весовых резисторах, первые выводы которых соединены, с подвижными контактами переключателей, а вторые выводы объединены и через первый масштабный резистор соединены со входом первого операционного усилител , управл ющие входы переключателей вл ютс разр дными входами преобразовател . Этот преобразователь реализует аппроксимирующую функцию в виде рациональной дроби второго пор дка, у которой отношение коэффициентов при линейном и квадратичном членах числител всегда равно отношению коэффициентов при аналогичных членах знаменател Однако указанна взаимосв занность коэффициентов значительно ограничивает точность воспроизведени синусной и косинусной зависимостей. Цель изобретени - повышение точности преобразовател . Эта цель достигаетс тем, что синус-косинусный цифроанало.говый преобразователь, содержащий первый операционныйг усилитедь, выход которого вл етс выхолом; преобразовател , первый резистор обратной включенный между входом и выходом первого операционного усилител , вт рой операционный усилитель, между входом и выходом которого включен второй резистор обратной св зи, пер входнрй резистор, включенный между ходом первого и входом второго операционных усилителей, второй входной резистор, первый вывод которого соединен со входом второго операцио ного усилител , а второй вывод вл етс входом преобразовател , цифровой управл емый резистор, выполненный на П переключател х, первые неподвижные контакты каждого из которых соединены с выходом второго операционного усилител , а вторые неподвижные контакты каждого изкоторых - со входом первого операцион ного усилител , П весовых резисторах . первые выводы которых соединены с подвижными контактами переключателей , а вторые выводы объединены и через масштабный резистор соединены со входом операционного усилител , управл ющие входы переключателей вл ютс разр дными входами преобразовател , дополнительно содержит второй и третий масштабные резисторы, соединенные первыми :выво дг№ш с общими выводами весовых резисторов цифрового управл емого резистора , второй вывод второго масшта ного резистора соединен с шиной нулевого потенциала, а овободный выво третьего масштабного резистора - со входом второго операционного усили тел . На чертеже приведена схема преоб разовател . Преобразователь содержит цифровой управл емый резистор 1, состо щиЯ из (1 весовых резисторов 2 переключателей 3Q...3n. и первого масштабного резистора 4, первый и второй операционные усилители S и 6, первый и второй резисторы 7 и 8 обратной св зи, первый и второй вх Y,oYoelY4 YTY8l VV« Y, Все коэффициенты дроби (2) независимы , в этом случае погрешность аппроксимсщии функции .y составл ет менее 0,03% в диапазоне изменени аргумента . Описанный преобразователь реализует приближение независимости 5Ltel cos с погрешностью не более 0,03% в том же диапазоне изменени аргумента при управлении цифровым управл емым резистором 1 обратным двоичным колом 9. ые резисторы.7 и 8 обратной св зи, ервый и второй входные резисторы и 10, второй и третий масштабные езисторы 11 и 12. . Синус- косинусный цифро-аналогоый преобразователь работает следуюим образом. Входное напр жение устройства ерез второй входной резистор 10 поаетс на вход второго операционого усилител б, куда поступает так е выходное напр жение преобразоател через первый входной резисор 9 и напр жение, действующее а объединенных выводах весовых реисторов 2о, 2.. .2п-, через масштабый резистор 12, Выходное напр жеие второго операционного усилител равно сумме указанных напр жений (,Y,Ue«,n,jUp, (1) и - выходное напр жение операционного усилител б; входное напр жение преобразовател вых вькодное напр жение преобразовател ; U2 - напр жение, действующее на объединенных выводах весовых резисторов 2 д, 2,.. . j Уд, Уд , У , .У1,- проводимости резисторов 8-10,12.. Учитыва следующие соотношени между напр жени ми, действук цими в преобразователе, Уо9 . V Y Y 4 Y о 12 Y4 -Yo-Yoe УО - весова проводимость цифрового управл емого резистора 6 - ДВОИЧНЫЙ код; . 4 Л проводимости масштабных резисторов 4, 11 и 12 соответственно , и формулу, (l), выходное напр жение преобразовател можно записать в следующем виде: Yoe)UBx ,,, Таким образом, введение масштабных резисторов привело к созданию дополнительной обратной св зи в преобразователе , благодар которой обеспечена независимость коэффициентов аппроксимирующей функции, что позвол ет увеличить по сравнению с известным точность аппрюксимации синусной и косинусной функции. Формула изобретени Синус-косииусный цифроаналоговый преобразователь, содержащий первый опергщионный усилитель, выход которого вл етс выходом преобразовател первый резистор обратной св зи, вклю ченный между входом и выходом первого операционного усилител , второй .операционный усилитель, между входом и выходом которого включен второй резистор обратной св зи, первый вход ной резистор, включенный между выходом первого и входом второго операционных усилителей,второй входной резистор, первый вывод которого соединен со входом второго операционног усилител , а второй вывод вл етс входом преобразовател , цифровой управл емый резистор, выполненный на п переключател х, первые неподвижные контакты каждого из которых соединены с выходом второго операционного усилител , а вторые неподвижные контакты кгикдого из которых - со вхо дом первого операционного усилител , п весовых резисторах, первые выводы которых соединены с подвижными контактами переключателей, а вторы.е выводы объединены и через первый масштабный резистор соединены со входом первого операционного усилител , управл ющие входы переключателей вл ютс разр дными входаьш преобразовател , о т л и- ч а ю ц .« и с teM, что, с целью повьваени точности, он содержит второй и- третий масштабные, о резисторы, соединенные первыми выводами с общими выводами весовых резисторов цифрового управл емого резистора , второй вывод второ-го масштабного резистора соединен с шиной ну-. левого потенциёша, второй вывод третьего масштабного резистора - со входом второго операционного усилител . . . . Источники информацииf прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США 4021648,кл.235150 .53, опублик.1977.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2674784/24, кл. G 06 J 3/00, 1978.