Цифро-аналоговый функциональный преобразователь

п 1) 5728 Б ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВйдЕТЕДЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 15.09,77, Бюллетень3Дата опубликования описания 08.09.77 з 6 063 1/00 6 06 Ст 7/26 Государственный кони Советапо дел ннистрое СССРи изобретений тнрытийГ, А. Калинин, С, В. Бабаев и В. П. Мардер арьковский институт радиоэлектроники и Всесоюзный научноисследовательский институт по охране вод(54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫИ ФУНКЦИОНАЛЪН ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может применяться для реализации методов кусочно-линейной аппроксимации с произвольными интервалами разбиения функций, моделируемых напряжением, аргумент которых задается двоичным кодом,Известен цифроаналоговый функциональный преобразователь, содержащий три цифроаналоговых линейных преобразователя (ЦАЛП) и три управляющих триггерных регистра 11. Однако этот преобразователь не обеспечивает преобразования произвольного входного кода в соответствующее напряжение.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь, содержащий первый цифроаналоговый линейный преобразователь, управляющие входы и выходная шина которого подсоединены соответственно к выходам первого триггер- ного регистра и ко входу входного операционного усилителя, выходной операционный усилитель, масштабные резисторы и блок параметров аппроксимирующей функции, входы которого соединены с соответствующими выходами первого триггерного регистра, а выходы через два элемента ИЛИ подключены к установочным входам триггера знака, подсоединенного выходом к управляющему входу переключателя эталонного напряжения 21, Однако изготовление такого преобразователя очень трудоемко и требует использования подстроечных резисторов различных номиналов.Целью изобретения является повышениетехнологичности конструкции преобразователя.Это достигается тем, что предлагаемый преобразователь содержит второй и третий ЦАЛП, второй и третий триггерные регистры и две группы элементов ИЛИ, входы которых подключены к соответствующим выходам блока параметров аппроксимирующей функции, а выходы - к установочным входам соответствующих триггеров второго и третьего триггер ных регистров, подсоединенных выходамп куправляющим входам второго и третьего ЦАЛП, второй ЦАЛП включен между выходом входного и входом выходного операционных усилителей, информационные входы треть- О его ЦАЛП соединены с шинами опорного напряжения, а его выход подключен через масштабный резистор ко входу выходного операционного усилителя.На чертеже показана структурная схема 5 предлагаемого цифроаналогового функционального преобразователя.Преобразователь содержит трпггерный регистр 1, блок 2 параметров аппроксимирующей функции, цифроаналоговый линейный прсоб- О разователь 3, входной и выходной операцпон15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 3ные усилители 4 и 5, триггерный регистр 6,цифроаналоговый линейный преобразователь7, группы элементов ИЛИ 8 и 9, триггерныйрегистр 10, цифроаналоговый линейный преобразователь 11, масштабные резисторы 12 и13, триггер знака 14, переключатель 15 эталонного напряжения и элементы ИЛИ 16 и 17.Преобразователь работает следующим образом.Принятый метод аппроксимации предполагает, что исходная функциональная зависимость У = 1(х) заменяется кусочно-линейнойфункцией г = г (х) так, что на участке аппроксимации х,(х(х;+ уравнение прямой имеетвидг (х) = а, + б,. (х - х,.) = (а - б,х ) ++ б,.х = Ьг + б,.х (1)В соотношении (1) значения Лг; и 6; выбираются такими, чтобы методическая погрешность аппроксимации не превосходила напередзаданную.В преобразователе переменная х моделируется входным кодомФ = а 2"+ а 2" + + а 2 + а,2 О,а функция г (х) - напряжением Угде -о( К,(По.Особенность работы преобразователя заключается в том, что в нем бесконечно многообразные значения Лг; и Ь; заменяются ближайшими разрешенными дискретными уровнями с учетом ограничений на методическуюпогрешность.Подлежащий функциональному цифроаналоговому преобразованию входной код У записывается для хранения в триггерный регистр1 и служит для управления ЦАЛП 3, которыйвыполнен в виде матрицы сопротивлений типаЛ - 2 Р, Из соотношения (1) следует, что блок2 параметров аппроксимирующей функциидолжен обеспечить установку следующего множества значений: знака приращения Лг квантованной величины приращения Лг;, знака углового коэффициента 6, квантованной величины углового коэффициента б;. С этой цельювходной код, действуя на блок 2 параметроваппроксимирующей функции, возбуждает еговыходную шину, соответствующую тому участку аппроксимации, которому принадлежитзначение входного кода У, записанное в триггерном регистре 1,Сигнал с возбужденной шины, проходя через соответствующие группы элементов ИЛИ8 и 9, воздействует на установочные входытриггеров, входящих в состав регистров 6 и10, а также через элементы ИЛИ 16 или 17 -на входы триггера знака 14, При этом триггер,входящий в состав триггерного регистра 10,обеспечивает необходимый знак приращенияЛг;, квантованная величина которого устанавливается с помощью кода Ущ записанного врегистре 10. Знак углового коэффициента устанавливается переключателем 15 эталонногонапряжения с помощью триггера знака 14. Квантованная величина углового коэффициента на -ом участке аппроксимации устанавливается с помощью кода Уь записанного в триггерном регистре 6,Значения кодов Ув и Уы, а также их знаков на каждом участке аппроксимации, определяются расчетным путем.Напряжение на выходе входного операционного усилителя 4 равноУ= 3:У, , 0- М:. 2" - 1 (2) Полученное напряжение является входным для ЦАЛП 7, выход которого подключен к первому входу операционного усилителя 5, работающего в режиме сумматора. Второй вход операционного усилителя 5 через постоянный масштабный резистор 13 с номиналом (т - 1)Я, т ) 1, подключен к выходу ЦАЛП 11.С учетом того, что выходное сопротивление матрицы резисторов типа Л - 2 Л постоянно и равно Р, получим следующее выражение для выхода операционного усилителя 5:2 2 ф или с учетом соотношения (2) получим окончательноу у к ж, (3) где г - количество двоичных разрядов в ЦАЛП 11, А - количество двоичных разрядов в ЦАЛП 7.Выбор значений г и Й производится на основе требований к допустимой погрешности дискретизации величин 6; и г;.Значение т в моделирующей формуле (3) обеспечивает такой номинал масштабного резистора 12, чтобы при максимальном коэффициенте передачи ЦАЛП 7, равном (2" - 1)/2", реализовать максимальный по модулю угловой коэффициент д, с учетом его квантования. Формула изобретения Цифроаналоговый функциональный преобразователь, содержащий первый,цифроаналоговый линейный преобразователь (ЦАЛП), управляющие входы и выходная шина которого подсоединены соответственно к выходам первого триггерного регистра и ко входу входного операционного усилителя, выходной операционный усилитель, масштабные резисторы и блок параметров аппроксимирующей функции, входы которого соединены с соответствующими выходами первого триггерного регистра, а выходы через два элемента ИЛИ подключены к установочным входам триггера знака, подсоединенного выходом к управляющему входу переключателя эталонного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности конструкции преобразователя, он содержит второй и третий ЦАЛП,Составитель Г. Со ехред И. Михайло рок Корректор И. Позняковская еда кто менская аказ 1942/18 Изд.711 ПО Государственного комит по делам изобрет 113035, Москва, Ж, раж 818Министроврытийнаб., д. 4/5 ПодписноСР та Сове нийи о Раушска Типография, пр. Сапунова, 2 второй и третий триггерные регистры и две группы элементов ИЛИ, входы которых подключены к соответствующим выходам блока параметров аппроксимирующей функции, а выходы - к установочным входам соответствующих триггеров второго и третьего триггерных регистров, подсоединенных выходами к управляющим входам второго и третьего ЦАЛП, второй ЦАЛП включен между выходом входного и входом выходного операционных усилителей, информационные входы третьего ЦАЛП соединены с шинами опорного напряжения, а его выход подключен через масштабный резистор ко входу выходного операционного усилителя.5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР343276,кл, Сд 061 3/00, 1970.2, Зверев А. Е. и др. Преобразователи угло вых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 1974, с. 144 - 145.