Преобразователь кода в напряжение с самоконтролем

(фр 4 Н 03 М 1/6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТОРСНОМУ СВИДЕ ТВУ(22) (46) (72) тво ССС 1979.о СССР 1976. менная д Преобраз амоконтр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо иэоиктаниям и отнРытипРи Гкнт сссР(54) ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В НАПРЯЖЕНИЕ С САМОКОНТРОЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с исполнительными устройствами. С цельюповышения точности контроля в преобразователь кода в напряжение с самоконтролем, содержащий два источниканапряжения,.цифроаналоговые преобра-.зователи (ЦАП), источник кодов, исполнительный блок, компаратор, введеныдва усилителя-ограничителя, шина пеИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с исполнительными устройствамиЦелью изобретения является повышение точности контроля преобразователя,На фиг. 1ная схема йре представлена структуробразователя; на фиг,2 грамма его работы.атель кода в напряжениеем содержит источник 1 ременного напряжения, делитель напряжения, два ключа, аналоговый элементпамяти, усилитель, третий источникнапряжения, второй компаратор, элемент И-НЕ, триггер, четыре одновибра"тора, элемент ИЛИ-НЕ, инвертор, элемент И. Преобразователь работаетв двух режимах: рабочем, при котором источник кода производит в ЦАПмодуляцию по амплитуде прямоугольных импульсов усилителя-ограничителя,а выходные сигналы ЦАП управляют работой исполнительного блока, и контрольном, при котором производитсяпроверка качества преобразователяна переменном напряжении, При работев контрольном режиме на цифровыевходы ЦАП с выходов источника кодовпоступают соответственно прямые иинверсные коды, В режиме контроляпроизводится сравнение выходных сигналов ЦАП между собой при положительных и отрицательных полуволнах переменного напряжения. 2 ил. напряжения, цифроаналоговые преобразо;ватели (ЦАП) 2 и 3, источник 4 кодов,исполнительный блок 5, усилитель-ограничитель 6, шину 7 переменного напряжения, общую шину 8, делитель 9напряжения, усилитель-ограничитель10, ключи 11 и 12, аналоговый элемент13 памяти (конденсатор), усилитель14, источники 15 и 16 напряжения,компараторы 17 и 18, элемент И-НЕ 19,триггер 20, одновибраторы 21-24 элемент ИЛИ-НЕ 25, инвертор 26, элементИ 27, Делитель 9 напряжения выполнен3 149949 на резисторах 28 и 29. В качестве исполнительного блока 5 может быть использован синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), Совокупность элементов 8-27 образует блок контроля преобразователя.Преобразователь работает в двух режимах: рабочем,при котором источник 4 кодов (например, ЭВМ) произ водит управление работой исполнительного блока 5, и контрольном, при котором происходит проверка качества функционирования преобразователя.При поступлении с источника 4 ко дов И (фиг, 2 в) на входы ЦАП 2 и 3 в рабочем режиме на их выходах вырабатываются переменные напряжения (Фиг. 2 г), размахи П которых (сумма амплитуд в положительной и отрицатель-О ной областях выходных напряжений) пропорциональны величинам кодов. Переменное напряжение формируется на выходе ЦАП 2 и 3 с помощью двух последовательностей модулирующих проти вофазных импульсов, которые усилитель-ограничитель б вырабатывает (фиг. 2 б) иэ синусоидального напряжения (Фиг. 2 а) поступающего с шины. Переменные напряжения с выходов ЦАП 2 30 и 3 поступают на соответствующие входы исполнительного блока 5 (СКВТ). Изменение кода с источника 4 приводит либо к изменению амплитуды (если сигнал в знаковом разряде кода не меняется), либо к изменению амплитуды и полярности (если сигнал в знаковом разряде меняется) выходного напряжения при тех же нолуволнах синусоидального напряжения,(фиг. 2 в). 40При работе в контрольном режиме с второго выхода источника 4 кодов на цифровые входы ЦАП 3 поступают коды, инверсные кодам, поступающим с первьх входов источника 4 кодов 45 на цифровые входы ЦАП 2. При идеальной работе ЦАП 2 и 3 амплитуды выходных напряжений равны, а полярность различна. Следовательно, при идеальной работе ЦАП 2 и 3 в контрольном режиме алгебраическая сумма их выходных напряжений, представляющая собой разность амплитуд, равна О, В ре" альных устройствах амплитуды выходных напряжений П и Н для ЦАП 2 и 3 соот" ветственно при подаче прямого кода на цифровые входы ЦАП 2 и инверсного на цифровые входы ЦАП 3 отличаются на величину ДУ =. У- 0, состоящую из 9 4трех частей. Первая часть обусловлена разностью смещений нуля передаточной функции ЦАП 2 и 3, вторая - разностью наклонов передаточной Функции, а третья - различием нелинейных искажений передаточных функций ЦАП 2 и 3. Для СКВТ, работающего на переменном токе, наличие первой составляющей не существенно, а присутствие второй и третьей приводит к ошибке, Поэтому в процессе определения качества функционирования преоб разователя исключается разность сме" щений нуля характеристик ЦАП 2 и 3 и приводится определение разности размахов ДП как суммы разностей амплитуд дП - П цз и дП- П У (где Н и У- выходные напряЗжения ЦАП 2 и 3 при положительных полуволнах синусоидального напряжения; Уи П - выходные напряжения ЦАП 2 и 3 при отрицательных полу-. волнах синусоидального напряжения). После. определения разности размаховЖ= д П + д Бпроизводится ее сравнение с допустимым значением. По результатам сравнения оценивается годность преобразователя.Рассмотрим работу преобразователя вконтрольном режиме.Б исходном состоянии до момента С на выходе ЦАП 2 и 3 имеются выходные напряжения разной полярности, В момент С меняется знак синусоидаль-,оного напряжения (Фиг. 2 а) и на выходах усилителя-ограничителя формируются перепады напряжения (фиг,26), которые, поступая на управляющие входы ЦАП 2 и 3, приводят к смене полярности их выходных напряжений, На входе усилителя-ограничителя 10 устанавливается напряжение Д У равное разности амплитуд выходных напряжений ЦАП 2 и 3, На выходе усилителя-ограничителя 10, имеющего коэффициент усиления К Формируется напряжение, равное КДУ, . В момент , по сигналу с инвертора 26 замыкается ключ 11 и конденсатор 13 через замкнутый контакт ключа 12 зарядится до напряжения К,дУ,. Через некоторое время после окончания заряда конденсатора 13 в момент происходит размыкание ключа 11. Б момент . меняется знак синусо-Ьидального напряжения и выходных напряжений ЦАП 2 и 3, после чего на входе и выходе усилителя-ограни5 14994чителя 10 устанавливается напряжениеЮ и К,ЛБ соответственно. В момент С происходит размыкание клю 4ча 12 и замыкание ключа 11. При этомк входу усилителя 14 (фиг, 2 е) по 5следовательно приложено два напряжения, а именно к выходному напряжениюусилителя-ограничителя 10 добавляется напряжение -КЖ конденсатора 13,а на входе усилителя 14 формируетсяразность К,лП. Выходное напряжениеусилителя 14 сравнивается на двухкомпараторах 17 и 18 с допустимымизначениями, определяемыми источниками 15 (+Од,)и 16 (-Бд,) напряжений, В моментна выходе одновибратора 24 появляется фронт управляющего сигнала (фиг. 2 ж), который фиксирует в триггере 20 результат обработки сигналов компараторов 17(фиг,2 и) и 18. Выходной сигнал триггера 20 содержит информацию о качестве работы ЦАП 2 и 3.Одновибраторы 21-21, элементы 25ИЛИ-НЕ 25, И 27 и инвертор 26 служатдля создания управляющих сигналов,поетупакицих на ключи 11 и 12, причем,одновибраторы 21 и 23, запускающиесяот разных фронтов импульсов, формируют требуемую задержку ,- и-9,0 дновибратор 23 определяет длительйость импульсов с -,Элемент ИЛИ-НЕ 25 объединяет управля-:ющие сигналы одновибраторов 21 и 22,35а элемент И 27 выделяет управляющиеимпульсы для ключа 12, поступающиетолько во время отрицательной полуволнк синусоидального напряжения(шины 7). Инвертор 26 обеспечивает40противофазность работы ключей 11 и12. Усилитель-ограничитель 6 можетбыть выполнен на компараторе и инверторе для формирования инверсного сигнала.45 Формула изобретения Преобразователь кода в напряжение с самоконтролем, содержащий первый и второй цифроаналоговые преобразователи, цифровые входы которых подключены соответственно к первой и второй группам выходов источника кодов, выходы соединены с входами исполнительного блока, первые аналоговые входы цифроаналоговых преобразователей подключены к выходу первого источника напряжения, второй источ 99 6ник напряжения, выход которого соединен с одним выходом первого компаратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности контроля преобразователя, в него введены шины переменного напряжения, два усилителя-ограничителя, делитель напряжения, два ключа, аналоговый эле- н мент памяти, усилитель, третин источник напряжения, второй компаратор,элемент И-НЕ, триггер, четыре одновибратора, элемент ИЛИ-НЕ, инвертор,элемент И, общая шина, вход первогоусилйтеля-ограничителя подключен кшине переменного напряжения, прямойвыход соединен с вторыми аналоговымивходами первого и второго цифроаналоговых преобразователей и с первыми входами первого и второго одновибраторов, а инверсный выход соединенс третьими агалоговыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей и с первым входом элемента И, выходы первого и второгоцифроаналоговых преобразователей соединены с входами делителя напряжения, выход которого через второй усилитель-ограничитель соединен с информационным входом первого ключа, выход первого ключа соединен с входоманалогового элемента памяти, выходкоторого соединен с выходом второго ключа и входом усилителя, выход третьего источника напряжения соединенс одним входом второго компаратора,другие входы первого и второго компараторов подключены к выходу усилителя, а выходы соединены с входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с информационным входом триггера, прямые выходы первого и второго одновибраторов соединены с входамиэлемента ИЛИ-НЕ, выход которого через третий одновибратор соединен свходом инвертора и вторым входомэлемента И, выходы инвертора и элемента И соединены с управляющимивходами соответственно первого и второго ключей, информационный вход второго ключа соединен с общейшиной,инверсный выход первого одновибратора - с вторым входом второго одновиб-,ратора, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого одновибратора и через четвертый одновибратор - с входом синхронизации триггера, выход которого является выходомконтроля преобразователя.1499499 фи 8 одп омитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 но-издательский комбинат "Патент", г, нгоро гарина, 10 водс актор И. Шуаз 4707/55 НИИПИ Государственног 113035