Преобразователь код-напряжение

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А 19) 4 НОЗИ 16 КОМИТЕТ ССС НИЙ И ОТКРЫТ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 Ыт,эк ВТОРСНОМУ СВ ЕЛЬСТ 8(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-НАПРЯ 3(ЕНИЕ, содержащий аналого-цифровойпреобразователь, усилитель, выходкоторого является выходной шиной,блок вычитания и цифроаналоговыйпреобразователь, выход которого через усилитель соединен с входоманалого-цифрового преобразователя,первые выходы которого соединены спервыми входами блока вычитания, вто.рые входы которого являются шинамивходного кода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениянадежности и точности путем расширения диапазона компенсации погрешностей,в него введен накапливающий сумматор, выполненный на формирователеимпульса сброса, последовательно соединенных сумматорах комбинационного.типа и регистрах, выходы которыхсоединены с входами цифроаналоговогопреобразователя и с вторыми входамисумматоров, третьи входы которых подключены к соответствующим первым выходам блока вычитания, второй выходкоторого соединен с первым входомформирователя импульса сброса, второй вход которого подключен к выходу переноса сумматора комбинационного типа старших разрядов, а выход -к входу установки в "0 регистров,входы разрешения записи которых соединены с вторым выходом аналого-цифрового преобразователя, а информационные входы - с соответствующимиинформационными выходами сумматоровкомбинационного типа, первый входсумматора комбинационного типа младших разрядов соединен с шиной нулевого потенциала, при этом третийвход формирователя импульса сбросасоединен с шиной постоянного потенциала.1197084 40 45 50 55 1Изобретение относится к информацйонно-измерительной технике, в част ности к измерительным преобразователям цифрового слова в аналоговый выходной сигнал.Целью изобретения является повышение надежности и точности преобра,зователя код-,напряжение путем упрощения устройства и расширения диапазона компенсации погрешностей,обусловленных изменением элементов схемы еНа чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преоб разователя. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, усилитель 2, блок 3 вычитания, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, накапливающий сумматор 5,Выход ЦАП 4 через усилитель 2,выход которого является выходной шиной,соединен с входом АЦП 1. Первые выходы АЦП 1 подключены к первым входам блока 3 вычитания, вторые входы которого являются шинами входного кода. Накапливающий сумматор 5 содержитформирователь 6 импульсов сброса,последовательно соединенные сумматоры 7 комбинационного типа и регистры 8, Выходы регистров соединены с входами ЦАП и с вторыми входами сумматоров 7 комбинационноготипа, третьи входы которых подключены к соответствующим первым выходам блока 3 вычитания. Второй выходблока 3 вычитания подключен к первому входу формирователя 6 импульсовсброса, второй вход которого соединен с выходом переноса сумматора.7комбинационного типа старших разрядов. Выход формирователя 6 подключенк входу установки в "О" регистров8,входы разрешения записи которыхсоединены с вторым выходом АЦП 1,Информационные входы регистров 8подключены к соответствующим выходам сумматоров 7 комбинационноготипа. Первый вход (переноса) сумматора 7.3 комбинационного типа младших разрядов соединен с шиной нулевого потенциала, Третий вход формирователя 6 импульса сброса соединенс шиной постоянного потенциала.Преобразователь код-напряжениеработает следующим образом,Входной параллельный двоичныйкод поступает на второй вход блока3 вычитания, на первый вход которойс выхода АЦП поступает код, соот ветствующий величине выходного напряжения.С втоРого выхода блока 3 вычитания цифровой код, представляющий собой разность этих двух кодов, пос тупает на третьи (информационные)входы накапливающего сумматора 5. Навторой (знаковый) вход накапливающего сумматора 5 подается сигналзнака разности с первого выхода блока 3 вычитания, а на первый 1 управляющий) вход накапливающего сумматора 5 поступает сигнал "Конец преобразования" с второго выхода АЦП 1.Код разности поступает на инфор-мационные входы А малоразрядныхсумматоров 7.1 - 7.3 накапливающего сумматора 5. На информационныевходы В данных сумматоров 71-7.3поступает код с выходов параллельныхрегистров 8.1-8.3. На второй входэлемента 6.3 в формирователе б.черезэлементы 6.1 и 6.2 подается сигналзнака разности. С выходов сумматоров7.2-7.3 полученный код суммы поступает на информационные входы 0 трехпараллельных регистров 8,1-8.3. Запись кода суммы в регистры в случаеее положительного знака происходит по .управляющему сигналу "Конец преобразования, поступающему со второго выхода АЦП 1. При этом на выходе переноса старших разрядов устанавливается сигнал логический 0,Если код суммы становится отрицательным, то единичный сигнал на выходе переноса старших разрядов сгсумматора 7.1 установит на выходе формирователя б импульса сброса, выполненного,напримерна трех двухвходовых элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ на- капливающего сумматора 5, единичный сигнал устанбвки в О регистров 8,1-8.3. При этом на выходе данных регистров устанавливаются логические "О".В ЦАП 4 цифровой код преобразуется в напряжение, соответствующее коду на входе ЦАП 4. Выходное напряжение ЦАП 4 усиленное по мощности усилителем 2, поступает на выход устройства и одновременно на вход АЦП 1. Рассмотрим один цикл работы преобразователя код-напряжение.Допустип, в какой-то момент времени на вход ЦАП 4 поступает Разрядный20 На вход преобразователя поступает двоичный паралльный код а 1,ат,. .,а. Этот код поступает на йервый вход блока 3 вычитания. Пусть в этот же момент времени на выходе преобразователя код-напряжение имеем напряжение Б. Выходное напряжение П поступает.на вход АЦП 1, где преобразовывается в двоичный параллельный код ЬЬт, Ьц.Этот код поступает с информационного выхода АЦП 1 на 2-й вход блока 3 вычитания. В блоке 3 вычитания находится разйость с стс межДУ ВхОДным кОДОм и кодом, соответствующим выходному напряжению 25 30 сс,с, = а,а,а-Ь,Ь Код разности с,с с поступает на информационный вход накапливающего сумматора 5., причем четыре , ф старших разряда поступают на информационный вход А сумматора 7,1, четыре средних разряда - на информационный вход А сумматора 7.2, четыре младших разряда - на информационный вход А сумматора 7.3. Одновременно с второго выхода блока 3 вычитания на знаковый вход накапливающего сумматора 5 (вход элемента 6.1 формирователяимпульса сброса) поступает 50 сигнал знака разности. В случае если разность с;,стсотрицательна на вход элемента 6.1 формирователя 6 импульса сброса поступает сигнал логической "1". Если же разность 55 положительна, то - 10". На информационные входы В сумматоров 7.1-7.3 поступает код Йдт .Й, записандвоичный параллельный код д,йт,й Этот код записан в регистрах 8.1-8.3 накапливающего сумматора 5, причем четыре старших разряда записаны в регистр 8.1, четыре средних разряда - в регистр 8.2, четыре младших разряда в . в регистр 8. 3. Этот код в ЦАП 4 преобразуется в напряжение У, причем напряжение И пропорционально величине эталонного напряжения в 1 О ЦАП 4 и двоичному параллельному коду й,йтй. Напряжение Н 1 поступает на вход усилителя 2, где усиливается по мощности и поступает на выход преобразователя код-напряжение. Величину 15 выходного напряжения обозначим через ЦБ, =Ку Бгде К 1, - коэффициент передачи усилителя 2 по напряжению. ный в регистрах 8.1-8.3. Причем разряды поступают на информационные входы В сумматоров 7,1-7.3 соответственно с записью кодов в регистрах. В сумматорах 7.1-7.3 происходит суммирование этих кодовСС 2 фюс 1 + 6 йт, Й,= - еФету уеПолученный код суммы е,ет ",е и по сигналу разрешения записи, посту Дающему на управляющий вход накапли вающего сумматора 5 с выхода "Конецпреобразования" АЦП 1, переписывается в регистры 8.1-8.3; Следует отметиты, что сигнал разрешения записи выдается с учетом времен задержки в блоке 3 вычитания и в сумматорах 7.1- 7.3 накапливающего сумматора 5. Код суммы ее ец может иметь как положительный, так и отрицательный знак.Если знак кода суммы положителен, ,то навыходе Р переноса сумматора 7,1 устанавливается сигнал логического "0". Логический "0" устанавли- . вается также на выходе элемента 73 формирователя 6 импульса сброса.При этом код суммы е,ет,р записытф 1 вается в регистры 8.1-8.3 беэ измене.Следует отметить, что наибольшее положительное число на выходесумма торов 7.1-7.3 имеет вид 011111111111111 1Р где 0 является символом знака числа. Поэтому,во избежание переполнения и разрядного сумматора при Сложении двух и-разрядных двоичных чисел мы должны всегда иметь "0 (а =0) в старшем разряде входного кода.Таким образом, преобразователь код-напряжение работает с 11-разрядным входным кодомЕсли же код суммй ее ,е отрицателен, то на выходе Р переноса сумматора 7.1 единичный сигнал установит на выходе элемента 1.3 формирователя: импульса сброса единичный сигнал ус- тановки в "0" регистров 8.1-83 вследствие чего устраняется возможность записи кода с отрицательным знаком в регистры 8.1-8,3 и обеспечивается совпадение полярности эталон ного напряжения ЦАП 4 и выходйого напряжения 01. В случае, если код выходного напряжения Пу преобразователя код-напряжение соответствует входному аа,.Составитель С,МихиенкоВолкова Техред З,Палий Корректор Г.Решетник Редакто Тираж 871 рственного ком зобретений и о Ж, Раушская 757 б/58ВНИИПИ Госудпо делам113035, Москва,каз Подписноета СССРрытийаб., д. 4/5 иал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектна 3 11 аполучаем а ,аа= Ь ,Ь,.,Ь.Тогда код разности с,с с Напряжение П на выходе преобразователя остается неизменным. В случае изменения входного кода а,ат -,аО или изменения параметров элементов устройства (колебания опорного напряжения ЦАП 4, изменения коэффициента преобразования ЦАП 4 Кп или коэффициента усиления усилителя Е получаем а,а, ,а ф ЬЪ , ,Ь,97084 аТогда на выходе блока 3 вычитанияпоявляется код разности с,сс=а,а а - ЬЬЪО.Далее имеем е,еде= с 1 ,с 1о с,сс.Код на входеЦАП 4 изменяется таким образом, что-.бы компенсировать разность междувходным кодом и кодом, соответствующим выходному напряжению преобразо О вателя Б .Таким образом, преобразователькод-напряжение отслеживает изменениявходного кода и компенсирует погрешности, вызванные колебаниями параметров элементов схемы.