Преобразователь число-импульсного кода в напряжение постоянного тока

О П Й - С-А Ы Союз Советских Социалистических Республик. свидетельства 1, Кл, Н 031 с 13/1 о 03.05,72 (21) 1780247/2 ем заявки Ме рисоедин Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(71) Заявитель ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНОГОДА В НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА со вторым счеттчцков, выходы нцчным входам которого соедцсго фильтра ц с ьнымц входамц альная схен Изобретение относится к электронным устройствам, применяемым в вычислительной технике, автоматике и телемеханпкс.Известны преобразователи число-импульсного кода в напряжение постоянного тока, 5 содержащие генератор тактовых импульсов, три схемы синхронизации, выполненные на логических схемах И, два счетчика, входы которых соединены с выходам;1 соответствующих схем синхронизации, выходной триггер 10 и сглаживающий фильтр.Однако известные устройства не обеспечивают получения высокостабильных параметров схем, а следовательно, высокостябильных характеристик преобразования вход-выход. 15 Кроме того, диапазон преобразуемых частот сравнительно ограничен, а точность преобразования частота-напряжение оказывается зависимой от значения преобразуемой частоты. 20С целью обеспечения точности преооразования и значительного расширения диапазона преобразуемых частот в предлагаемом преобразователе один выход генератора тактовых импульсов соединен с импульсными 25 входами двух схем синхронизации, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к импульсному входу третьей схемы синхронизации, на второй импульсный вход которой подаются импульсы преобразуемой частоты, а ее выхол соединен ным входом олного цз сче счетчиков подключены к ед 1 выходного триггера, выходы иены со вхолом сглажцва 1 ощ соответствующим 1 потенцца, лвух схем синхронизации.На чертеже лана функци предлагаемого устройства. Преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, вырабатывающий одно- полярные импульсы тактовых частот г 1 ц Г сдвинутых межлу собой во времени на одцпаковые интервалы, схемы синхронизации 2, 3 и 4, представляющие собой логические схемы И с памятью, счетчики 5 и 6, являюшиеся цифровым интегратором преобразователя, выходной триггер 7, преобразующий совместно с трцггсрными счетчшямц 5 и 6 преобразуемую частоту в широтно-импульсно-модулированные колебания, сглаживающий фильтр 8, вылеляющиц среднее значение напряжения постоянного тока цз широтноимцульсно-модулированных колебаний выходного триггера 7,Принцип работы преобразователя число- импульсного кода в напряжение постоянного тока удооно рассматривать в двух режимах: соответственно при отсутствии импульсов432674 О 15 Кхчалси -ЬХЛИН 20 25 30 35 50 55 60 65 преобразуемой частоты и при наличии импульсов преооразуемой частоты.В первом режиме перед началом работы специальным импульсом установки начальных условий триггсрные счетчики 5 и б перс. водятся в нулевое состояние, а выходной триггер 7 в такое состояние, при котором на его втором выходе устанавливается высокий отрицательный потенциал, являющийся разрешающим для схемы синхронизации 2. Следовательно, создаются условия для прохождения импульсов тактовой частоты с генсратора тактовых импульсов на вход триггерного счетчика 5. При переполнении последнего изменяется состояние выходного триггера 7, разрешающий .потенциал подается на с:(ему синхронизации 8, начинается заполнение триггерного счетчика б импульсами тактовой частоты РьПоскольку счетчики 5 и б имеют одинаковую емкость, а частота колебаний генератора тактовых импульсов достаточно стабильна, то и время заполнения их одинаково, а, следовательно, и период колебаний выходного триггера 7 остается в данном режиме постоянным. Среднее значение напряжения за период, выделенное сглаживающим фильтром 8, равно нулю.Во втором режиме работы ня вход схемы синхронизации 4 подаются импульсы преобразуемой частоты Рх, которые запоминаются устройством памяти данной схемы и синхронно с импульсами тактовой частоты Р, вводятся на второй счетный вход триггерпого счетчика б, заполняя его.Следовательно, триггерцьш счетчик б заполняется импульсами тактовых частот Р 1 и Р а счетчик 5 - только импульсами тактовой частоты Рь Зто приводит к уменьшению относительной емкости триггерного счетчика б п измснсцшо скважности импульсного напряжения триггера 7 и появлецшо на выходе сглаживающего фильтра 8 напряжения постоянного тока, величина которого пропорционял на прсобразусмой частотс г с К - коэффициент, учитвяющиЙ числоразрядов триггсрного счетчика и псрсдяточный коэффициент сглаживающего фильтра.Следовательно, преооразовятсль можно рассматривать как цифровой интегратор, охваченный жесткой отрицательной обратной связью, в результате чего достигается получение короних метрологических характеристик преобразователя.Диапазон преобразуемых частот Р определяется следующими условиями: максимальное зцячснис преобразуемой частоты, ие должно прсвосходить значения Р т. е,л:Р 2, так кяк прп нарушениивий происходит безвозвратная потеря информации. Минимальное значение преобразуемой частоты ) определяется параметрами сглаживающего фильтра 8 и допустимым коэффициентом пульсаций выходного напряжения (влПри значениях преобразуемой частоты меньше 5 Гц необходимо использовать сглаживающий фильтр с большой постоянной времени, что значительно ухудшает динамические показатели преобразователя.Следовательно, используя в схеме преобразователя достаточно быстродействующие логические элементы, можно получить диапазон перекрытия преобразуемых частот, исчисляемый сотнями тысяч. Статическая точность всего преобразователя определяется методической и инструментальной ошибками.Методическая ошибка преобразователя статическом режиме определяется дискретностью преобразования (выбранным уровнем квантования по амплитуде и периодом квантования по времени).Величина и знак инструментальной ошибки в статическом режиме зависят от линейности характеристики сглаживающсго фильтра 8 и стабильности источника питания.При использовании соответствующих элементов с высокостабильными характеристиками статическая точность всего преобразователя может достигать 0,1 о/о.Динамическая точность преобразователя определяется значениями постоянных времсни отдельных звеньев и их передаточными ко эффициентами, При тактовых частотах Р, иР порядка нескольких мегагерц чистое запаздывание триггерного счетчика и постоянная времени сглаживающего фильтра оказываются нсзиячительнымп, и д 1 шампческая точность 45 преобразователя может достигать порядкаО 5 - О 7 о/о Прсдмст изобретения Преобразователь число-импульсного колл в напряжение постоянного тока, содержащий г спер атор тактовых импульсов, три схемы синхронизации, выполненные на логических схемах И, два счетчика, входы которых соединены с выходамп соответствующих схем синхронизации, выходной триггер и сглаживающий фильтр, отличаюсцийся тем, что, с цел(яо оосспечения точности преобразования и значительного расширения диапазона преобразуемых частот, один выход генератора тактовых импульсов соединен с импульсными входами дву:( схем синхронизации, второй вы. ход генератора тактовых импульсов подключен к импульсному входу третьей схемы синхронизации, на второй импульсный вход ко432674 оставитель А. Кузнецовехред А. Камышникова Корректор В. Гутма озо едактор Поди псноеСССР Заказ 250/567ЦНИ п. Харьк. фил. пред, Патент то)ОЙ гОдаОтся хпльсы п 1)еООраземОЙ астоты, а ее выход соединен со вторым счетным входом одного из счетчиков, выходы счетчиков подключены к единичным входам выИзд. М 1724Государственного по делам изоб МоскваЖ,ходного триггера, выходы которого соединенысо входом сглаживающего фильтра и с соответствующими потенциальными входами двухсхем синхронизации. Тираж 811митета Совета Министротений и открытийушская наб., д, 4(5