Цифро-аналоговый преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЭШН 03 К 1302 Е И ОБРЕ ЬСТВУ И А К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Р.-В.П.Ребане и Э.Ъ. -А.Рюстерн (71) Специальное конструкторское. бюро вычислительной техники Института кибернетики АН Эстонской ССР (53) 681. 325(088, 8)(56) 1. Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М., "Энер- . гия", 1975, с. 278, рис. 7-1 а.2. Авторское свидетельство СССР В 458096, кл. Н 03 К 13/03, 13,07.73 (прототип).(54)(57) ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик, выход которого соединен с первым входом блока Форми;рования кодового импульса, второй,.80 1014143 А вход которого подключен к шинам входного кода, источник образцового на- . пряжения, аналоговый ключ, усредняющий блок и блок управления, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом счетчика, второй вход - с выходом блока Формирования кодового импульса, выход блока управления - с первым входом аналогового ключа; второй вход которого подключен к источнику образцового напряжения, а выход через усредняющий блок - к выходу всего устройства, о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения линейхос ти выходной характеристики, в него введен блок временного сдвига, входкоторого соединен с.выходом счетчика, а выход подключен к третьему входу блока управления аналоговым ключом.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительныхсистемах, в системах автоматическогорегулирования,Известен цифро-аналоговый преобраэователь, содержащий ключи, реэистивную матрицу и операционный усилитель 1 Д .Однако он характеризуется ограни"ченной точностью,обусловленной качес 10твом подгонки резисторов в матрице.известен также цифро-аналоговыйпреобразователь, содержаций генератортактовых импульсов, счетчик, вьгход.которого соединен с первым входом 15блока формирования кодового импульса,второй вход которогоподключен к шинам входного кода, источник образцового напряжения, аналоговый ключ,усредняющий блок и блок управления,первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов ивходом счетчика, второй вход - с выходом блока формирования кодовогоимпульса, выход, блока управления - 25с первым входом аналогового ключа,второй вход которого подключен к источнику образцового напряжения, а выход через усредняюший блок - к выходувсего устройства 21.Недостатком известного устройства является то, что паразитные параметры его схемы (задержки при включении. и выключении логических устройств и ключей неодинаково влияют на выходное напряжение преобразователя при различных комбинациях управляющего кода. Это не позволяет получить линейную выходную характеристику,Цель изобретения - повышение ли нейности выходной характеристики устройства.Поставленная цель достигается тем, что в цифро-аналоговый преобразователь, содержащий генератор такто 45 вых импульсов, счетчик, выход которого соединен с первым входом блока формирования кодового импульса, второй вход которого подключен к шинам входного кода, источник образцового напряжения, аналоговый ключ, усредняющий блок и блок управления, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом счетчика, второй вход блока - с выходом блока формирования кодового импульса, выход блока управления - с первым входом аналогового ключа, второй вход которого подключен к источнику образцового напряжения, а выход через усредняющий блок - к выходу всего устройства, введен блок временного сдвига, вход которого соединен с выходом счетчика, а выход подключен к третьему входу блока управления аналоговым ключом. 65 На фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Цфиро-аналоговый преобразователь ( ЦАП) состоит из генератора 1 тактовых импульсов, счетчика 2 емкостью Я, блока 3 формирования кодового импульса, блока 4 временного сдвига, аналогового ключа 5, блока б управления, источника 7 образцового напря. жения и усредняющего устройства 8Выход тактового генератора 1 соединен с входом счетчика 2, а также с первым синхронизирующим входом блока б управления. Кодовый выход счетчика 2 подключен к первому входу блока 3 формирования кодового импуль. са, а на второй вход блока 3 подается управляющий преобразуемый) код Й. Выход счетчика 2 соединен также с входом блока 4 временного сдвига. Выходы блоков 3 и 4 формирования кодового импульса и временного сдвига соединены соответственно с вторым и третьим входами блока б управления, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа 5. На второй вход аналогового ключа подается образцовое напряжение с выхода источника 7Выход аналогового ключа подключен к входу усредняющего устройства 8, на выходе которого обра-. зуется эквивалентное входному коду Й выходное напряжение ОВьОпреобраэователя.Блок 4 временного сдвига выполнен в виде самостоятельного блока, выходной сигнал которого на М целых перно" дов тактовой частоты 0 опережает сигнал на выходе блока формирования кодового импульса.Устройство работает следующим обраэом.Предположим, что преобразователь находится в исходном положении, т.е. в нулевом положении находится счетчик 2 и блок б управления, а аналоговый ключ 5 находится в,разомкнутом выключенном состоянии. При подаче на второй вход блока 3 управляющего кода Й =О счетчик 2 будет считать тактовые импульсы от генератора 1. При заполнении счетчика до кода й-М (фиг.2 а)до Мна выходе блока 4 временного сдвига и на третьем входе блока б управления появляется сигнал "1", по длительности равный произведению периода тактовых импульсовна число М, а на выходе блока 3 формирования кодового импульса сохраняется сигнал "О"При поступлении на синхрониэирующий вход блока б следующего переднего фронта тактового импульса сигнал "1" с выхода блока б переводит аналоговый ключ 5 в замкнутое невключенное ) состояние. Для этого счетчик 2 и блок б выполнены таким образом, что они срабатывают соответственно по задним й передним франтам тактовых импульсов. При включенном аналоговом ключе 5 напряжение от источника 7 образцового напряжения поступает на вход уст- раняющего устройства. 8, 5При переполнении счетчика 2 он сбрасывается в нулевое положение,Это происходит после Иф тактовых импуль. сов. При И=1 счетчик 2 сбрасывается в нулевое положение импульсом, сле дующим току, который включил блок 6 управления. В момент переполнения .счетчика 2 коды на цервом и втором при К, =0 ) входах блока 3 равным и на его выходе на время Ве появляет ся сигнал ф 1 ф, который передается на второй вход блока 6 управления. В это время на выходе блока 4 появляет. ся сигнал фОф. Одновременно с передним фронтом следующего тактового им- р пульса на выходе блока 6 Формируется сигнал, размыкающий аналоговый ключ 5, при этом прекращается поступление образцового напряжения на вход усредняющего устройства 8. Следовательно, в случае М =О, на выходе усредняющего устройства 8 формируется напряжение, соответствующее И квантам.При М=1 на выходе усредняющего устройства формируется напряжение, соответствующее включенному состоянию аналогичного ключа 5 в течение времениодного такта. В этом выходном напряжении : уже содержится адцитивная составляю-щая погрешности, обусловленная инерционностью электронных ключей(фиг. 2 а ЗзПри подаче на кодовый вход управляющего кода К 0 устройство рабо-. тает в основном аналогично. Включениеаналогового ключа 5 происходит. прикоде в счетчике 2 равном Ю -М. Раэличие заключается в том, что выключе-;ние ключа 5 происходит не при пере- .;полнении счетчика 2, а позже, когдакод в счетчике 2 становится равнымкоду й . В этот момент блок 3 формирования кодового импульса выдаетна время 1 о сигнал "1", поступающийна второй вход блока 6 управленияаналбговым ключем 5, и следующий передний Фронт тактового импульса выключает через блок 6 управления аналоговый ключ 5 (Фиг.26). Из этоговидно, чтб включенное состояние ана- .логового ключа 5 удлинено на время,:которое зависит от числа М при М=1 .и это время равно +о - периоду тактовых импульсов ). В разработанной схеме цифро-аналогового преобразователя выходному аналоговому напряжению при любой ве-, личине кода Мс (и в том случае, ес- ли Й =0) добавляется одинаковый импульс длительностью Е , и все величины выходного напряжения в одина- ковой мере содержат аддитивную составляющую погрешности. Такая состав-. ляющая погрешности может быть. уже просто скомпенсирована, известными средствами, находящимися в усредня- . ющем блоке или выполненными в виде отдельного блока коррекции выходного. сигнала устройства, Аналогичная ком-, пенсация невозможна в известном устройстве, которое не содержит блока временного сдвига.одпиСР омитета открыти шская н по дела 3035, М.Проект и Выходаенероморо Выход олока Ф Вьцод анао гоЮого ключа быход еиератра былодалока Лбьцодблока 6 Быход пиал годого ключа дактор О.Юрк оставитель А,Симаехред Т, Фанта Тираж 934арственногоизобретенийва, Ж 35, Р ППП "Патент", г.У Корректор В. Б