Способ преобразования кода в аналоговый сигнал и устройство для его осуществления

(5 ) ИЗОБРЕТЕН САН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОДА ВАНАЛОГОВЪЙ СИГНАЛ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к.техникобразования цифровых величин в ан е пре- злогоИзобретение относится к технике преобразования цифровых величин в аналоговые и может быть использовано при разработке высокоточных цифроаналоговых преобразователей.Цель изобретения - повышение точности преобразования.Способ преобразования кода в аналоговый сигнал основан на формировании из импульсов тактовой частоты по числу разрядов преобразуемого кода и) импульсных последовательностей, формировании и) нормированных аналоговых сигналов путем усреднения каждой импульсной последовательности, причем амплитуда каждого нормированного аналогового сигнала равна вольт-секундной площади импульса соотГОСУДАРСТВЕ 1 НЫИ КОМИТЕГПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР вые и может использоваться при разработке высокоточных цифроаналоговых преобразователей. Цель изобретения - повышение точности преобразования, Способ преобразования кода в аналоговый сигнал основан на формировании из импульсов тактовой частоты импульсных последовательностей и их последующем усреднении с формированием нормированных постоянных аналоговых сигналов, после, чего формируют суммарную импульсную последовательность и ее усредняют, Устройство для осуществления способа содержит источник опорного напряжения, две группы ключей, генератор импульсов, фильтр, группу фильтров, шину входного кода, группу Е-триггеров, распределитель импульсов и выходную шину, 2 с, и 1 з,п. ф-лы. 3 ил,ветствующей импульсной последовательности, после чего т нормированных аналого- вых сигналов преобразуют в гп импульсов длительностью, равной периоду тактовой частоты и амплитудой, равной аЕ, где Е - амплитуда -го нормированного аналогового сигнала, б - значение -го разряда преобразуемого кода,= 1, 2, , гп, а затем . формируют суммарную импульсную последовательность путем последовательного включения в нее а импульсов без пауз между ними с последующим усреднением,На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - структурная схема распределителя импульсов; нэ фиг, 3 - временные ди; аграммы, поясняющие работу устройства, 1695505Преобразователь кода в постоянныйсигнал содержит источник 1 опорного напряжения, группу клкчей 2 из а (по числуразрядов входного кода), генератор 3 импульсов, шину 4 входного кода, фильтр 5,счетчик 6 импульсов, группу из а Е-триггеров 7, группу фильтров 8, группу клочей 9,распределитель 10 импульсов, выходнуюшину 11,Распределитель 10 импульсов содержит дешифратор 12, блок 13 элементов И исчетчик 14 импульсов.Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.Импульсы с выхода генератора 3 (фиг. 3,А) поступают на счетный вход счетчика 6,сигнал переноса которого поступает на Явход Е-триггеров группы 7 и переводит их вединичное состояние, В нулевое состояниекаждый Е-триггер группы 7 переводитсяпервым (после сигнала переноса) единичным сигналом на соответствующем инфоомационном выходе счетчика 3, Такимобразом;длительнос 1 ь импульса п 1-ой последовательности получается равнойТ.=а 2 То/2( =1а период повторения равнымТ= 2 Т, 2"-1где То - период повторения тактовой частоты (фиг. 3, Б). Каждая импульсная последовательность с выхода соответствующегоЕ-триггера 7 управляет подключением источника 1 опорного напряжения величинойЕ через соответствующий ключ групгыключей 2 нс-вход соответствующего фильтра группы 8, который выделяет гостояннуюсоставляющую импульсной последовательности ЕЕ=- - Е =ЕТ 1Т 2(п - 1Причем выполняется соотношение Е+1 ==2 Е,Импульсы геРератора 3 поступают насчетный вход счетчика 14 распределителя10), который имеет коэффициент пересчетаа. Дешифратор 12 преобразует код счетчика 14 в сигнал на один из своих выходов(фиг, 3, В), При совпадении сигнала на одном из выходов дешифратора 12 с единичным соответствующим разрядомпреобразуемого кода на выходах блока 13элементов И и следовательно на выходахраспределителя 10 появляется единичныйсигнал, в противном случае - нулевой сигнал (фиг. 3, Г). Этот сигнал управляет подключением напрякения с вьходов фильтров8 через соответствующие ключи группы 9 на вход фильтра 5, который выделяет постоянную составляющую суммарной импульсной последовательности (фиг. 3, Д) на выходной шине 11,На фиг, 3 рассмотрены временные диаграммы работы четырехразрядного преобразователя (а = 4) для преобразуемого кода гх = 1010, Постоянный сигнал на выходе преобразователя равенП 1 О = -- , а ЕТТ, п 1 Подставляя в это выражение Е 1, получим 0 -а 2Еа 2 1=1 - с ,т в 2( - 1.=12 20 Выражение а 2 представляетсо=1 бой десятичное значение кода Й, а С/2, 2- напряжение, саотеетстеунн( =1 щее единице наименьшего разряда преобразуемого кода с.о=й, Таким образом, О пропорционально йх. Высокая точность преобразователя обеспечивается меньшей погрешностью нелинейности, так как весовые напряжения создаются усреднением импульсных после довательностей, а не весовыми резисторами сумматоров (как в известных схемах). Поддерживать линейность изменения скважности импульсов импульсных последовательностей значительно легче, чем под держивать линейность изменения коэффициента передачи весовыми резисторами, погрешности которых зависят от температуры и временной стабильности их номиналов, Формула изобретения 1. Способ преобразования кода в аналоговый сигнал, основанный на формировании из импульсов тактовой частоты по числу разрядов преобразуемого кода а импульсных последовательностей и формировании суммарной импульсной последовательности с последующим ее усреднением, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, после формирования а импульсных последовательностей осуществляютпутем усреднения каждой из них формирование а нормированных аналоговых сигналов, при этом амплитуду каждого нормированного аналогового сигналазадают равной вольт-секундной площади импульса соответствующей импульсной последовательности, после чего и. нормированных аналоговых сигналов преобразуют в в соответствующих импульсов, длитель ность каждого 1-го из которых, где = 1, 2, , в, равна периоду импульсов тактовой частоты, а амплитуда соответственно равна а Е 1, где а - значение 1-го разряда преобразуемого кода, Е - амплитуда 1-го норми рован ного аналогового сигнала, а формирование суммарной импульсной последовательности осуществляют путем последовательного включения в нее е импульсов без пауз между ними, 152. Устройстводля преобразования кода в аналоговый сигнал, содержащее генератор импульсов, фильтр, выход которого является выходной шиной, первую группу ключей, первый вход первого из которых 20 соединен с выходом источника опорного напряжения, отлича ю щееся тем,что, с целью повышения точности преобразования,. в него введены счетчик импульсов, группа Е-триггеров, группа фильтров, вто рая группа ключей и распределитель импульсов, первый вход которого объединен.с входом счетчика импульсов и подключен к выходу генератора импульсов, вторые входы являются шиной входного кода. а выходы подключены к первым входам соответствующих ключей второй группы, выходы которых соединены с входом фильтра, а вторые входы подключены к соответствующим выходам фильтров группы, входы которых соединены с выходами соответствующих ключей первой группы, йервые входы которых объединены, а вторые входы подключены к соответствующим выходам Е-триггеров группы, Я-входы которых соединены с соответствующими информационными выходами счетчика импульсов, а Й-входы объединены и подключены к выходу переноса счетчика импульсов,3. Устройство по п.2, отл ича ю щеес я тем, что распределитель импульсов выполнен на счетчике импульсов, дешифраторе и блоке элементов И, выходы которого являются. соответствующими выходами распределителя импульсов, первым входом которого является вход счетчика импульсов, а вторыми входами - первые входы блока элементов И, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам дешифратора, входы которого соответственно соединены с выходами счетчика им пульсов,1695505 ОЪг. 3Составитель В. ВойтовТехред М.Моргентал едактор М, Кобцлянска Корректор Т, Палий льский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Оизводств о-из аказ 4173 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 1130:35, Москва, Ж, Раушская наб 4/5