Цифроаналоговый преобразователь со степенной характеристикой

(50 4 Н П ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СР 72 РСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-производственное объединение по радиоэлектронной медицинской аппаратуре(56) Ямный В.Е, и др. Цифроаналоговый преобразователь со степенной характеристикой с линейной интерполяцией. - Приборы и техника эксперимента, 1979, 11 1, с. 84.Авторское свидетельство СС Иф 907562, кл, Н 03 М 1/66, 19(54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛСО СТЕПЕННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике ипредназначено для преобразованияцифрового кода в аналоговый сигналпо степенному закону. Изобретениепозволяет упростить преобразовательи увеличить точность преобразованияв большом динамическом диапазоне засчет введения в устройство, содержащее первый коммутатор, первый управляемый делитель напряжения, регистр аргумента, второй управляемыйделитель напряжения, генератор тока, делитель тока, второй коммутатор и усилитель. 1 з,п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике ипредназначено для преобразованияцифрового кода в аналоговый сигналпо степенному законук,=х (+ о)Ъгде х - выходное напряжение,. соответствующее К-му цифровому коду,х - минимальное напряжение на выходе преобразователя; о - погрешность преобразования,Цель изобретения - упрощение преобразователя, увеличение точностипреобразования в боЛьшом динамическом диапазоне.На чертеже изображена функциональная схема цифроаналогового преобразователя со степенной характеристикой,Преобразователь содержит регистр1 аргумента, первый 2 и второй 3управляемые делители напряжения,второй 4 и первый 5 коммутаторы,генецатор б тока и делитель 7 тока,операционный усилитель 8, Второйуправляемый делитель 3 напряжениясодержит коммутатор 9, цифроанало-говый преобразователь 10 с линейной характеристикой, усилитель 11и элемент обратной связи, выполненный на резисторе 12,Цифроаналоговый преобразовательсо степенной характеристикой работает следующим образом,С выхода и-разрядного регистра 1аргумента и -разрядов первой группымладших разрядов цифрового кода а,поступают на управляющие входы коммутатора 5, и -разрядов второй группы младших разрядов цифрового кодаа - на управляющие входы коммутаЗУтора 4, и -разрядов первой группыстарших разрядов цифрового кода ана управляющие входы коммутатора 9и и -разрядов второй группы старшихразрядов цифрового кода а- на управляющие входы первого делителя 2напряжения. В соответствии с кодома,ч,и,з , установленным на управляющих входах коммутаторов 4 и 5, одиниз аналоговых входов коммутатора 4подключается к его выходу, а аналоговый вход коммутатора 5 - к одному из выводов делителя 7 тока, Кода и а, поданный на управляющие вхо"ды коммутатора 9 и первого делителя 2 напряжения, устанавливает соответственно коэффициенты деления напряжения а и Ьр управляемых делителей 3 и 2 напряжения. В общем слу чае напряжение, получаемое с выходапреобразователя, может быть записано как П - опорное напряжение. Оо 5 Рф где(г) 25 В.=- -; =1,2,3У; (4)В,В.=В,(1+8))=1,2,3,ш, (5)где . - число резисторов в генераторе 6 тока;хш - число резисторов в делителе7 токаПоскольку коммутаторы 4 и 5 управляются двоичным кодом, то 7=2а1 Фш=2 . Номиналы резисторов в генера торе 6 тока и делителя 7 тока, какследует из выражений (2)-(5), вычисляют по Формулам1г, =3( г + ) (1+3) 1=1,2,3 Ь 1;г щг,(1 В) 1+8) -3 3=2,3,,й.(7)Из выражений (2)-(5) следует, что .В;=(г +)(1+3) , В,=гУчитывая, что на управляющие входыкоммутатора 5 поступает код а, а,)=1+ Са, 2 (9)Ю:оСледовательно, напряжение Б нааых55 выходе операционного усилителя равно о,. и х. где г г. - сопротивление отдельныхД 1резисторов в генераторе 5 6 тока и делителе 7 тока;Э - выходное сопротивлениеисточника опорного напряжения.Чтобы обеспечить степенную зави симость напряжения на выходе операционного усилителя от кода устанавливаемого на управляющих входах коммутаторов 4 и 5, необходимо(2250 Максимальное напряжение . равновхг, ( +6)Так как второй управляемый делитель 5 напряжения выполнен на основе ЦАП с линейной характеристикой, для обеспечения изменения выходного напряжения в соответствии со степенной характеристикой необходимо, чтобы2 пвфпл выполнялось соотношение (1+о) =2.Откуда, задавая п, и и, можно определить относительную погрешп 1 ФПность преобразователя о =2 -1, 15 При п=п =3, например, о 0,011,Диапазон сопротивлений резисторов, коммутируемых коммутаторами 5 и 4, для данного случая составляет соответственно:д = - "ф" =(1+8):1,08; а=мин(1 819.оЧ=оьыаопР Введя сквозную нумерацию индексов 351, 2, 3, 4, выражение (14) может" Р ( +р)(+В) Таким образом, как следует из выражения (16), выходное напряжение изменяется в соответствии со степенной функцией, а динамический диапазон й равени Фпп+пф 2 ъфп 42 -Й=(1+3):, (, 7)1+ о Если выбрать, например, п =3, п : 2 то й=- -1+Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 55 1, Цифроаналоговый преобразователь со степенной характеристикой, содержащий первый коммутаторпервый упЗависимость напряжения, на вьходе второго управляемого делителя напряжения от кода а. на управляющих входах коммутатора 9 описывается выражением( вы 2- асс 2ЧР=о(12)ВЬВ и п Р2где г - резистор обратной связи;Б - выходное сопротивление ЦАПс линейной характеристикой.Выберем зависимость коэффициента деления напряжения Е и управля емого делителя напряжения от кода а такой как , 2"Рф2 2Напряжение вы на выходе устройства будет равно: ИП 1а 1 д 2 )Е оЧцо .2 уо Ч,3ние ( 13) может быть переписано в виде: 2Е а,212 " " "а,2 Ю равляемый делитель напряжения, выходкоторого является выходом устройства, регистр аргумента, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности преобразования и упрощения устройства, в него введенывторой управляемый делитель напряжения, генератор тока, делитель тока,второй коммутатор и усилитель, входкоторого соединен с информационнымивыходами первого и второго коммутаторов, первая и вторая группы выходов младших разрядов регистра аргумента соединены соответственно суправляющими входами первого и второго коммутаторов, а первая и вторая группы выходов старших разрядоврегистра аргумента соединены соответственно с управляющими входамивторого и первого управляемых делителей напряжения, выходы генераторатока соединены с соответствующимиинформационными входами второго коммутатора, информационные входы первого коммутатора соединены с соотисное Подпета СССРтийаб., д. Государственно ам изобретений сква, Ж, Ра коми к 11 3035 ск Проектная зводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород ветствующими выходами делителя тока, вход которого объединен с информационным входом второго управляемого делителя напряжения и соединен с выходом усилителя, выход второго управляемого делителя напряжения соединен с информационным входом первого управляемого делителя напряжения,2, Преобразователь по п. 1, о т" л и ч а ю щ и й с я тем, что второй управляемый делитель напряжения выполнен на коммутаторе, цифроаналоговом преобразователе, усилителе и элементе обратной связи, выполненном на резисторе, первый вывод которого объединен с выходом усилителя и является выходом второго управляемого делителя напряжения, управляющими входами которого являются адресные входы коммутатора, информационный вход которого является шиной логической единицы,.а выходы соединены . с группой входов цифроаналоговогопреобразователя,. вход которого яв ляется информационным входом второго управляемого делителя на пряжения , а выход объединен с вторым выводом резистора и ,соединен с инверсным входом уси лителя.