Преобразователь кода в напряжение

ОП ИСАИЗОБРЕТЕН ИЯ 4213 1) Дополнительное к авт, св ву,74 (21) 2015124/18 - 2 ле ем заявк с присоединеии 23) Приоритет Опубликов Н 03 К 13/20 йаударстааней юапо СССР в двим ааабуатееФ и юткрипе(71) Заявитель 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В НАПРЯЖЕН Изобретение относится к области цифро.аналоговой техники, в частности к преобразователямцифровой формы представления информации ваналоговую, и может быть использовано в системах вывода информации из цифровых вычислительных устройств,Известен преобразователь кода в напряжениес промежуточным преобразованием кода в после.довательность широтно. модулированных импуль.сов 111,Недостатком такого преобразователя является малая скорость преобразования, обусловленная необходимостью проведения операции усред.пения.Известен преобразователь кода в напряжениес промежуточным преобразованием кода в дли.тельность импульса, содержащий секции старшихи младших разрядов, в каждую из которых вхо.дят счетчик с первыми вентилями на входе каж.дого разряда, потенциальными входами соединенными с клеммами преобразуемого кода, эле.мент ИЛИ, входами соединенный с вйходамисчетчика и выходом - с потенциальным входомвторого вентиля, выходом подключенного к счетному входу счетчика, и с управляюшим вхо. дом ключа, выходом соединенного с входом фильтра нижних частот, а также общие для обе. их секций генератор импульсов, соединенный с мпульсными входамивторых вейтилей, источ.к опорного напряжения, выходами соединенный с аналоговыми входами ключей, и операци. онный усилитель, входами соединенный с выходами фильтров нижних частот, выход которого является аналоговым выходом преобразователя Щ. Недостатком известного устроиства являетсяотсутствие оперативного контроля преобразова.теля, что вынуждает периодически прерывать ре.1 шение основной задачи для проведения контрольных операций, при этом выявление неисправности преобразователя происходит со значительным запаздыванием относительно момента ее появления, т,е. не исключена выдача в течение некото.1 п рого времени ложной информации,Целью настоящего изобретения является обеспечение оперативного контроля работы преобразователя.3Эта цель достигается тем, что в преобразова-тель, содержащий секции старших и младшихразрядов, в каждую из которых входят счетчикс"первйми вентилями на входе каждого разря. "да, потенциальными входами соединенными склеммами преобразуемого кода, первый элементИЛИ, входами соединенный с выходами счетчи.ка"и выходом - с потенциальным входом вто. " роговентиля, выходом подключенного к счетному входу счетчика, и с управляющим входомключа, выходом соединенного с входом фйльтранижних частот, а также общие для обеих секцийгенератор импульсов, выходом соединенный симпульсными входами вторых вентилей, источ "ник опорного напряжения, выходами соединенный с аналоговыми входами ключей, и операционный усилитель, входами соедйнениый с выхо.дами фильтров нижних частот, выход которогоявляетсяаналоговым выходом преобразователя,введены третьи вентили по числу разрядов секций младших разрядов, потенциальные входы-каждого из которых подключены к потенциальным входам соответствующих первых вентилейсекций старших разрядов, выходы третьих вен.тилей через вторые элементь 1 ИЛИ соединены ссоответствующими входами счетчика секции-Мявших" разрядов, выходы первь 1 х вентилейэтой "секцйи"подключены к вторым входам соот.нветствующих вторых элементов ИЛИ, шина За.пись" подключена к входу элеменга задержкиИ и через первый управляющий вентиль - к входу "установка Г триттера, выход элементазадержки подключен непосредственно к импульс.ным входам первых вентилей секций старших разрядов, а через второй и третий управляющие вентили - соответственно к импульсным вхо. дам первых и третьих вентилей секции младших разрядов, выходы ключей каждой секции через дифферейп;йрующне цепочки подключены к входам элемента И, выход которого сое 1 тиней Жт 1входом "Установка 0" триггера, "нулевым выходом подключенного к потенциальному входуМи второго управляющего вентиля, и единичным выходом, с которого снимается сигнал Исправен" "Неисправен"), - к потенциальному вхо. ,дутретьего управляющего вентиля, а к потен. циальному входу первого управляющего вентиля подключен выход мультивибратора.Оперативный .контроль основан на периоди. ческом (с частотой, определяемой мультивибратором) одновременном преобразовании в широтно-модулированные импульсы кода старших разрядов секциями старших и младших разрядов йсравнении этих импульсов по длительносНа чертеже представлена функциональная схе ма предлагаемого устройства.Устройство содержит две секции преобразова ния - секцию 1 младших разрядов и секцию 2 4старших разрядов, генератор 3, операционныйусилитель 4, источник 5 опорного напряжения,вентили 6 по числу разрядов секции младшихразрядов, дифференцирующие цепочки 7 и 8,элемент И 9, триггер 10, три управляюпвх вен.тиля 11-13, элемент задержки 14, мультивибра.тор 15. Каждаяизсекций преобразования содер.жит вентили 16 по числу разрядов секции, счет.чик 17, элемент ИЛИ 18, вентили 19, ключ 201 о и фильтр 21 нижних частот. Кроме того, секциямладших разрядов содержитэлементы ИЛИ 22 попо числу разрядов этой секции,Клеммы младших разрядов преобразуемогокода подключены к потенциальным входам пер.вых вентилей 16 секции 1 младших разрядов, аклеммы старших разрядов - к потенциальнымвходам первых вентилей 16 секции 2 старцихразрядов и к потенциальным входам соответствую.: щих третьих вентилей 6, Выходы первых венти.лей 16 секции 2 старших разрядов соединены свходами счетчика 17 этой секции, а выходы пер.вых вентилей 16 секции 1 младших разрядов соединены с входами счетчика 17 этой секции черезвторые элементы И 22. В каждой из секций пер 25 вый элемент ИЛИ 18 входами соединен с выхода.ми счетчика 17, а выходом - с потенциальнымвходом второго вентиля 19, выходом подключенного к счетному входу счетчика 17, и с управляющим входом ключа 20, выходом соединенноЗО го со входом фильтра 21 нижних частот.Выход генератора импульсов 3 подключен кимпульсным входам вторых вентилей 19 каждойиз секций, источник 5 опорного напряжения выходами соединен с аналоговыми входами ключей20, входы операционного усилителя 4, выход коЮторого является .аналоговым выходом преобразователя; подключены к выходам фильтров 21нижних частот. Выходы ключей 20 секций 1 и 2.через дифференцирующие цепочки 7 и 8 соответственно подключены к входам элемента И 9,выход этого элемента соединен с входом "Установка 0" триггера 10, нулевым" выходом подключенногок потенциальному входу второго управляющего вентиля 12, и "единичным" выходом,45 с которого снимается сигнал "Исправен" ("11 е.исправен") - .к потенциальному входу третьегоуправляющего вентиля 13. Шина "запись" подключена к входу элементазадержки 15 и через первый управляющий вен.50тиль, потенциальный вход которого соединен с)ФЪГвыходом мультивибратора 15 - к входу Установка 1" триггера 10. Выход элемента задержки14 подключей непосредственно к импульснымвходам первых вентилей 16 секции старших разрядов 2, а через второй и третии управляющиевентили 12 и 13 - соответственно к импульснымвходам первых вентилей 16 секции младших разрядов 1 и третьих вентилей б, выходы которых674213 Формула изобретения Преобразователь кода в напряжение с промежуточным преобразованием кодЗ в длительностьимпульсов, содержащий секции старших и младших разрядов, в каждую из которых входятсчетчик с первыми вентилями на входе каждогоразряда, потенциальными входами, соединенны ми с клеммами преобразуемого кода, первыйэлемент ИЛИ, входами соединенный с выхддамнсчетчика и выходом - с потенциальным входомвторого вентиля, выходом подключенного к счетному входу счетчика, и с управляющим входом.55.ключа выходом соединенного с входом фильт 1ра нижних частот, а также общие для обеих секций генератор импульсов, выходом соединенныйс импульсными входами вторых вентилей, источник опорного напряжения, выходами соединен 5подключены ке вторым входам вторых элементов ИЛ 11 22 секции 1 младших разрядов,Работа преобразователя состоит в следующем.По сигналу "Запись", поступающему через элемент задержки 14 и управляющие вентили 12 и13 в счетчике 17 секции 2 старших разрядов, че,рез вентили 16 этой секции записывается кодстарших разрядов входного двоичного числа, Всчетчик 17 секции 1 младших разрядов черезвентили 16 и элементы ИЛИ 22 этой секции зацисывается код младших разрядов в случае, ес.ли триггер 1 б находится в состоянии "О" и вен.тиль 12 открыл, или через вентили 6 и элементыИЛИ 22 записывается код старших разрядбв, ес.ли триггер 10 находится в состоянии "1 и вен.лить 13 открыт (контрольный режим), При записи кода в счетчики 17 на выходах элементовИЛИ 18 каждой иэ секций устанавливается уровень "1", при этом через вентиль 19 на вход./счетчика 17 каждой из секций подиотся импульсы от генератора 3. Счетчики 17 работают на вы.чи таяне,Когда счетчики 17 устанавливаются в нуль, навыходах элементов ИЛИ 18 устанавливается уровень "О", и вентили 19 закрывиотся, Время отмомента записи кода в счетчик до момента уста.новлення счетчика в нуль определяет ширину им.пульса на выходе элемента ИЛИ 18, пропорциональную коду разрядов секции, Для полученияпоследовательности импульсов, модулированныхпо длительности, в счетчик в начале каждого пе.риода повторения вводится входной код.Ключ 20, управляемый последовательностьюмодулированных по длительности импульсов, под.соединяет вход фильтра 21 нижней частоты к одной иэ шин источника 5 опорного напряжения,при этом на входе фильтра 21 формируются ши.ротномодулированные импульсы с эталонной ам. плитудой, Фильтр 21 выделяет среднее значениенапряжения импульсной последовательности.Выходное напряжение секции суммируетеяпри помощи операционного усилителя 4,с учетомих весового отношения. Выходное напряжениесекции младших разрядов имеет по отношенийк выходному напряжению секции старших разрядов масштаб 1/2, где в - .число разрядовнкода старшей секции,Исходное (" нулевое" ) положение триггера 10соответствует рабочему режиму преобразователя.При наличии на выходе мультивибратора 15 .импульса очередной сигнал "Запись", пройдя череэ, вентиль 11 на вход "Установка Г, устанавливает триггер 10 в "единичное",положение, соответствующее режиму контроля.Задержанный на время Г импульс "Запись" через вентиль 13 поступаетна входы вентилей 6и обеспечивает запись в счетчик 17 секции млад.ших разрядов кода старших разрядов, Такимобразом, при исправной работе преобразователя 6в режиме контроля коды, записанные в счетчики17 обеих секций, одинаковы.Дифференцирующие цепочки 7 н 8 формируютузкие импульсы, соответствующие задним фрон5 там широтно модулированных импульсов, а элемент И 9 определяет совпадают ли сформирован.ейные импульсы во времени, Такое совпадение про.исходят только в случае исправной работы пре.образователя, при этом"выходной импульс эле.мента И 9 устанавливает триггер 10 в сотояние"О", Указанное состояние триггера 10 соответствует исправности преобразователя в целом нсохраняется до проведения следующего циклаконтроля, При неисправности преобразователяимпульс на выходе элемента И 9 не формирует.ся, и триггер 10 остается в состоянии "1 .Длительность импульса мультивибратора выбирается равной периоду следования сигнала "Запись", а период следования импульсов мульти.29 вибратора, определяющий периодичность осуществ.пения контрольных операций, на несколько порядков превосходит период следования импульсов ЗаписьПоскольку в режиме контроля изменяется25 длительность импульса на выходе секции младших разрядов в случае, если коды младших истарших разрядов. не совпадают, появляется до.полнительная погрешность выходного напряжения преобразователя, Максимальное значение,дополнительной погрешности ( 8 р,о) может быть определено по формулемвфпр ,= - 100%,35 М.9 1.где Ф н Ф - частоты сигналов на выходемультивибратора 15 н генератора 3 соответственно. При 1 ч в , дополнительная погрешностьсоставляет незначительнуючасть общей погреш.ППП 3%1 й ФФУжгород, ул. Проект дюи исп я,4 7ный с аналоговыми входами ключей, и операци. онный усилитель, входами соединенный с выхо. дами фильтров нижних частот, выход которого является аналоговым выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения оперативного контроля работы преобразователя, в него введены третьи вентили по числу разрядов секции младших разрядов, потенциальные входы каждого из которых подключены к по.тенциальным входам соответствующих первых вентилей секции старших разрядов, выходы треть их венпаей через вторые элементы ИЛИ соединены с соответствующими входами счетчика секции младтпих разрядов, выходы первых вентилей этОЙ секции подключены ко вторым входам соответствующих вторых элементов ИЛИ, шина "Запись" подключена к входу элемента за. держки и через первый управляющий вентиль - к входу Установка 1" триггера, выход злемен та задержки подключен непосредственно к им.2( 8пульсным входам первых вентилей секции стар.аих,разрядов, а через второй и третий управля.вщие вентили - соответственно к импульснымвходам первых и третьях вентилей секции младших разрядов, выходы ключей каждой из секций через дифференцирующие цепочки подключены к входам элемента И, выход которого сое.дкнен с входом "установка 0" триггера, "нуле.вьм" выходом подключенного к потенциальному входу второго управляющего вентиля, и"единичным" - к потенциальному входу первого управляющего вентиля, а к потенциальномувходу первого управляющего вентиля подключен вьиод мультивибратора,Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе1, Клебанский Р, Б, Преобразователи ко.да в напряжение, М "Энергия", 1973, с. 32.33.2. О,ЬаЬФдйеабо 1 с ФеМф", 1968, 16,И г,р.73,