Функциональный преобразователь кода в напряжении

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М,Н 03 К 13/06 Ст 7/2 осударстеенный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретений .и открытий 23) Приоритет -43) Опубликовано 25,02.77, Бюллете(088.8) 5) Дата опубликования описання 1 7.77 И. Родионо 2) Автор изобретени(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВ А ТЕЛ КОДА В НАПРЯЖЕНИЕ присоединением заявкиИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и можетбыть использовано для связи цифровой вычислительной машины с объектом управления.Известны функциональные преобразовать-. 5ли кода в напряжение, Одни из известныхпреобразователей содержат последовательносоединенные источник входного кода, блокуправления и коммутатор, на другой входкоторого подключен источник эталонного на- Опряжения, Одни выходы коммутаторов подключены к двум выходным суммирующим усилителем, а другие через другие суммируюшие усилители и блоки линейного преобразования кода в напряжение к выходным сум бмируюшим усилителям 111,Однако такие преобразователи сложны,поскольку необходимо применять два блокалинейного преобразования кода в напряжение,Наиболее близким техническим решением хОк изобретению является функциональный преобразователь кода в напряжения,пропорцио,нальные синусу и косинусу входного кода,содержащий последовательно соединенныеисточник входного кода, блоки управления и линеиного преобразования кода в напряжение, один вход коммутатора подключенк источнику опорнот о напряжения, а другойк другому выходу блока управления, сумматоры, инверторы 2111 елью изобретения является упрощениепреобразователя и повышение его точности.Это достигается тем, что источник еор"ого напряжения подключен к блоку линейного преобразования кода в напряжение, выходкоторого подключен непосредственно и через инвертор к третьему и четвертому входам коммутатора, а выходы коммутаторак сумматорам.На чертеже представлена структурнаясхема преобразователя,Преобразователь содержит последовательно соединенные источник 1 входного кода,блок 2 управления, блок 3 линейного преобразования кода в напряжение, инвертор 4.Первый вход коммутатора 5 подключенк источнику 6 опорного напряжения, второй.к другому выходу блока 2 управления, третий - к выходу блока 3 линейного преобразования кода в напряжение, а четвертый - квыходу инвертора 4. Выходы коммутатораподключены через сумматоры 7 и 8 к выходам преобразователя,Работу преобразователя м ожно рассм отретьна примере фоРмиРования функций синуса 5и косинуса, аппроксимированных в диапазонео0 - 360 восьмью линейными отрезками.Код й поступает в блок 2 управления,Старшие разряды кода Йст, соответствующие 18090 и 45 э, дишифруются в 1 Облоке 2 управления и поступают в виде управляющих сигналов на вход коммутатора 5,Младшие разряды кода Й ,преобразуютсяв блоке 3 в напряжение, Если угол меняетося в диапазоне от 0 до 90 и от 180 до 15270 э, то напряжение на выходе блока 3 изменяется линейно и прямопрэпорциональнэвеличине кода младших разрядов Й . Еслиугол изменяется в диапазоне эт 90 до 180и от 270 до 360 э, то напряжение на выхс 20де блока 3 меняется линейно, но обратнопропорционально величине кода младших разрядов щЭтэ достигается тем, чтэ управлениеключами блока 3 в диапазонах 90 -180 2 бои 270-360 э осуществляется блоком 2 управления, прэинвертирэванным кодом младших разрядов М, Инвертор 4 изменяетзнак выходного напряжения блока 3.Элементом, формируюшим напряжение, прэпорциональное синусу кода является сумматор 7, выполненный, например, на операционном усилителе с суммирующими сэпрэтивлсииями Яво входной цепи и сопротивлениемДв цепи обратной связи.ЭбКоэффициент передачи сумматора 7 по(-входу определяется в видеос 1К,=Я 40Для аппроксимации участка от 0 до 45 о выход блэка 3 подключается коммутатором 5 к первому входу сумматора 7, а второй вход сумматора 7 подключается к шине ну 45 левэгэ потенциала, При изменении кода от 0 до 45 напряжение на выходе блока 3 будет изменяться от нуля вольт до опорного напряжения 0 . Так как йг 1 45 = 0,707, то коэффициент передачи сумматора 7 по первому входу должен быть равенРосс. 0,707Как только код будет соответствовать 45 о, младшие разряды кода обнулятся и напряжение на выходе блока 3 станет равным нулю. В то же время появится единица переноса из младших разрядов кода й в старшиемлМ, которая подключит к первому входу 60 4сумматора 7 опорное напряжение Овместосигнала с выхода блока 3, а ко второму входу вместо напряжения нулевого потенциалавыход блока 3, При этом напряжение на выходе сумматора 7 будет равно 07070 оПри изменении кода угла от 45 о до 90 о с наовпряжением на выходе сумматора 7, равным0,707 Осуммируется напряжение с выопхода блока 3 с коэффициентом, равнымРос 12оПри достижении значения кода 90 младшие разряды кода К обнуляются, а наблок 3 с блэка 2 управления подается проинвертированное значение кода младших разрядов Я,Напряжение на выходе блэка 3 остаетсямаксимальным и равным торному напряжению Пои, На первом входе сумматора 7остается подкгпоченным опорное напряжениеэпа при изменении кода угла эт 90 эдо 135 напряжение на выходе блэка 3, подключенного ко второму входу сумматора 7,будет убывать, При воспроизведении участкаот 135 э до 180 к второму входу сумматора 7 подключается напряжение нулевэгэпотенциала а к первому входу - выход блка ЗфВ диапазоне углов эт 180 дэ 360 э формирование синусоидального напряжения ничем не отличается от формирования напряжения в диапазоне углов эт 0 до 180 сстой лишь разницей, что вместо сигнала свыхода блока 3 подключается сигнал с выхода инвертора 4 и меняется знак эпорногэнапряжения на противоположный,Напряжение, пропорциональное косинусувходного кода, формируется сумматором 8,В диапазоне углов от О до 90 э на первыйвход сумматора 8 подается положительноеопорное напряжение У, Коэффициент лереРЭС 2дачи К21т.е. прн подключенных втэром и третьем входах сумматора 8 к шине нулевого потенциала на выходе сумматора 8 напряжение будет равно опорному Ц и,При изменении угла эт 0 до 45 э на второй вход сумматора 8 подается отрицательное напряжение с выхода инвертэра 4, а на третий вход-напряжение нулевогэ потенциала, Коэффициент передачи по второму входу:ОС 2.Кгг р =),29322После сложения положительногэ опорногонапряжении У иприложеннэгэ к первому входу сумматора 8 с коэффициентом К = 1гАс отрицательным напряжением с выхода инвертора 4 с коэффициентом К = 0,293 на выходе сумматора 8 получается убывающее положительное напряжение, воспроизводящее аппроксимированную функцию косинуса в диапазоне углов от 0 до 45 ,оПри изменении угла от 45 до 90 э ко второму входу подключается отрицательное опорное напряжение - 0 а к третьему входу - выход инвертора 4. 10Коэффициент передачи по третьему входу:)ОС 2К =. = 0 70723В диапазоне углов от 90 до 135 э кпервому входу сумматора 8 подключается отрицательное опорное напряжение -ко второму вхэду - положительное опорное напряжение У оп, к третьему вхэдувыход блэка 3. При этом напряжение наавыходе сумматора 8:выоп0,29 З Уоп ф 0,7070 лгде У- линейно изменяющееся напряжение с выхэда блэка 3,МПри коде, соответствующем 90, напряжение на выходе блока 3 равно У оп, анапряжение на выходе сумматора 8 равнонулю.Выходное напряжение бэлока 3 при изменении кода эт 90 до 135 убывает, а напряжение на выходе сумматора 8 возрастаетпо абсолютной величине, оставаясь отрицательным, В диапазоне углов эт 135 до180 на третий вход сумматора 8 пэдклюочается напряжение нулевого потенциала, ана второй вход - выход блока 3,Формирование косинусоидальной функциив диапазоне углов от 180 до 360 э отличается тем, что все переключения производят Ося в обратном порядке. Для более точной аппроксимации синусоидальной и косинусоидальной функций весь период разбивается на 16, 32 и т.д. 2 и частей. Это приводит к небольшому усложнению коммутатора 5, блока 2 управления и добавлению к сумматорам 7 и 8 входных суммирующих сопротивлений. При этом уменьшается количество оьорудования в блоке 3, так как часть младших разрядов кода Миспользуется для управления коммутатором 5.Ф ормула из обре те нияфункциональный преобразователь кода внапряжение, содержащий последовательно сэединенные источник вхэдногэ кода, блэки управления и линейного преобразования кодав напряжение, один вход ком.,мутатора подключен к истсчн:ку эпорног: напряжения, адругой - к другому выходу блэка управления, сумматоры, инвертэр, о т л и ч а ивщ. и й с я тем, что, с целью упрощенияпреобразователя и пэвышения его точности,источник опорного напряжения подключенк блэку линейного преобразования кода внапряжение, выход которого под,:почен непосредственно и через инвертор к третьемуи четвертому входам кэммутатора, а выходы коммутатора - к сумматорам.Источники информации, принятые вэ внимание при экспертизе;1, Шмид Г. Устройство и принцип действия преобразователей аналог-код, перевод4211 (71 ) ГОНТИ, 1971, стр. 225227, рис. 1 У,17,2. Патент США36752349класс 340-3471973 г прототип).547 Н;-,Составитель А. СмирновТехред М. Левицкая Корректор Л. Гриценко Редактор Л. Народная Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 1196/109 Тираж 1085 П одписн ое Е 1 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5