Цифро-аналоговый преобразователь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Соцналистическик Республик. (22) Заявлено 06. 05. 77 (21) 2483 778/18-21с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпублиновано 28,02 З 1. Бюллетень МЯ 8Дата опубликования описания 28 . 02 . 81 р 41)м 1( 3 Н 03 К 13/02 Государстаенный аоннтет СССР яо делан нзобретеннй н открытнй(72) Автор изобретения А.П. Стахов Таганрогский радиотехнический институт:,им; В.Д. Калмыкова(54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Рф 1 РХ - Х -1=0,Изобретение относится к вычислительной техникеИзвестен цифроаналоговый пре-. образователь, содержащий устройство для суммирования эталонных величин, пропорциональных весам разрядов кода, выход которого является выходом цифроаналогового преобразователя, и множество ключевых элементов,. управляющйх включением соответствующих эталонных величин и подключенных своими выходами к соответствующим входам устройства для сум- . мирования эталонных величин, а выходы которых являются входами цифроанало гового преобразователя(11Однако Функциональные возможности устройства ограничены.Известен также цифроаналоговый 20 преобразователь, содержащий устройство для суммирования эталонных величин, размеры коТорых пропорциональны весам разрядов кода, т,-й из которых равен сумме весов 8 -1-го и 25 1-р-го разрядов, ключевые элементы по числу разрядов кода, выходы которых соединены с соответствующими входами устройства для суммирования эталонных величин 21. 30 Однако устройство имеет сложный метрологический контроль и узкий функциональный диапазон работы.Цель изобретения - упрощение метрологического контроля и расширение функциональных воэможностей,Указанная цель достигается тем, что в цифроаналоговый преобразователь, содержащий устройство для суммирования эталонных величин, ключевые элементы, введено устройство для развертки кода, выходы которого соединены со входами соответствующих ключевых элементов, а размеры эталонных величин в устройстве для суммирования эталонных величин выбраны пронорцнональными степеням "золотой 1 р-пропорции, являющейся положительным корнем уравнения где р - заданное натуральное число;устройство для развертки кода содержит функциональные ячейки по числуразрядов кода, 4 -я из которых, соответствукщая Ф-му разряду кода,предназначена для развертки 8 -гоединичного разряда в 8-1-и и 8-р-инулевые разряды кода, триггер, еди 809541ничный выход которого является 8 -м выходом устройства для развертки кода, элемент ИЛИ, первый вход которого является-м информационным входом устройства для развертки кода, а выход которого соединен с единичным входом триггера, элемент И, содержащий р+3 входа, выход которого соединен с нулевым входом триггера, а первый вход - с единичным выходом триггера, вторые входы элементов И всех функциональных ячеек, начиная с функциональной ячейки, соответствующей р+1-му разряду кода, соединены вместе и являются управляющим входом устройства для развертки кода, входы от третьего до р+3-го элемента И 8-й функциональной ячейки, начиная с функциональной ячейки, соответствующей р+1-му разряду кода, соединены соответственно с нулевыми выходами триггеров функциональных ячеек от 8-1-й до 1 -р-й, вторые и третьивходы элемента ИЛИ ч,-й функциональной 0 2 О ячейки соединены соответственно с выходами элементов И 6+1-й и +р+1-й функциональных ячеек, а элементы И .25 функциональных ячеек от 0 до р не используются.На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.Цифроаналоговый преобразователь содержит устройство 1 для суммирования эталонных величин, размеры которых выбраны пропорциональными степеням "золотой" р-пропорции, выходная шина 2 устройства 1 является выходом, с которого снимается аналоговая величина, соответствующая коду, в состав устройства входят также ключевые элементы 3, выходы которых соединены со входами устройства 1, устройство 4 для развертки кода, соединенное 4 О своими выходами со входами соответствующих ключевых элементов 3, входные шины 5 устройства 4 являются входами, на которые поступает код, подлежащий цифроаналоговому преобразованию, а на его входную шину б поступает сигнал свертки кода, устройство 4 для свертки кода содержит Функциональные ячейки 7, ч. -я из которых, соответствующая 4 -му разряду у кода, предназначена для развертки 1-го единичного разряда в 8-1-й и Р-р-й нулевые разряды кода, каждая фуйкциональная ячейка 7 содержит триггер 8, единичный выход 9 которого является 8 -м выходом устройствадля развертки кода, соединенным со входом ч -го ключевого элемента 3, функциональная ячейка 7 содержит элемент ИЛИ 10, первый вход которого является В-м информационным входом О 5 устройства для развертки кода, а выход которого соединен с единичным входом 11 триггера 8, в составфункциональной ячейки 7 входит элемент И 12, содержащий р+3 входа, у выход 13 которого соединен с нулевым входом триггера 8, а первый вход соединен с единичным выходом 9 триггера 8, вторые входы элементов И 12, всех функциональных ячеек 7, начиная с функциональной ячейки 7, соответствующей р+1-му разряду кода, соединены вместе и являются управляющим входом устройства 4, входы от третьего до р+3-го элемента И 12 4-й функциональной ячейки 7, начиная с ячейки, соответствующей р+1-му разряду кода, соединены соответственно с нулевыми выходами 14 триггеров 8 Функциональных ячеек 7 от 8 -1-й до-р-й, вторые и третьи входы элементов ИЛИ 10 8-й функциональной ячейки соединены соответственно с выходами 13 элементов И 12 8 +1-й функциональной ячейки 7, элементы И 12 функциональных ячеек 7 от 0 до р не используются.Устройство работает следующим образом.Код, подлежащий преобразованию в аналоговую величину, поступает на входы 5 в виде двоичной комбинации электрических импульсов, которые через элементы ИЛИ 10 и единичные входы 11 триггеров 8 приводят к переходу соответствующих триггеров 8 в единичное состояние, что приводит через выходы 9 триггеров 8 и ключевые элементы 3 к подключению соответствующих эталонных величин в устройстве 1. В результате этого на выходе 2 устройства 1 появляется аналоговая величина, соответствующая заданному коду. Так как размеры эталонных величин в устройстве 1 выбраны пропорциональными степеням "золотой" р-пропорцииО ч ъ з фф-чР РР РюР) -" Рг то благодаря этому и обеспечивается возможность преобразования "золотого". р-кода в аналоговую величину. Если в цифроаналоговый преобразователь ввести дополнительные эталонные величины, размеры которых соответствуют отрицательным степеням "золотой" р-пропорции-З -4и т.д., то с помощью такого ЦАП можно преобразовать в аналоговую величину любое натуральное число.В режиме метрологического контроля на входы 5 устройства поступает код, соответствующий контролируемой эталонной величине, при этом триггер 8 функциональной ячейки 7 старшего разряда переходит в единичное состояние, в результате чего на выходе 2 устройства формируется аналоговая величина, а на первом входе 9 элемента И формируется разрешающий, потенциал.Вначале осуществляют метрологический контроль размера эталонной величины седьмого разряда, для чегоВ таком состоянии устройства 4 на первом, третьем и четвертом входах элемента И пятого разряда появятся разрешающие потенциалы. После подачи на входную шину б следующего импульса устройство 4 перейдет в новое состояние, а после подачи на входную шину б третьего импульса оно перейдет в последнее состояние,нри этом после каждого импульса проверяют постоянство аналоговой величины на выходе устройства. Так как на каждом шаге метрологического контроля сравнивают размеры эталонных величин трех соседних разрядов И-го, 4-1-го и 8-2-го), то при несоответствии устройства метроло" гическим характеристикам это позволяет легко установить причину этого несоответствия с точностью до трех разрядов. Метрологический контроль такогоЦАП может быть также осуществленс помощью высокочувствительногоГосциллографа, выделяющего переменную составляющую и подключенногок выходу устройства. Для этого дос"таточно многократно подавать навходы ЦАП один и тот же код и послекаждой записи кода с помощью сигна"лов развертки кода осуществлять раз вертку кода. При этом о соответствии устройства метрологическим характеристикам можно судить по амплитуде переменной составляющей на экране осциллографа. с помощью нуль-органа высокой чувствительности сравнивают выходную аналоговую величину, соответствующую О , с внешней эталонной величиной, соответствующейПосле этого осуществляется метрологический контроль соотношения межд эталоннымивеличинами. Для этого на входную шину б подают сигнал развертки кода, представляющий собой короткий импульс, длительность которого равна длительности переход- ,наго процесса в элементе И 12. Этот ,.импульс приводит к появлению единичного сигнала на выходе 13 элемента И 12 функциональной ячейки 7 старшего разряда, что приводит к перебросу триггера 8 функциональной ячейки 7 старшего разряда в нулевое состояние, а через элементы ИЛИ 10 функциональных ячеек 7 двух предыдущих разрядов это приводит к перебросу триггера 8 функциональных ячеек 7 двух предыдущих разрядов в единичное состояние, т.е. устройство 4 переходит в новое состояние. В этом состоянии проверяют еще раз постоянство аналоговой величины на выходе устройства. формула изобретения1. Цифроаналоговый преобразователь, содержащий устройство длясуммирования эталонных величин, размеры которых пропорциональны весамразрядов кода, -й из которых равенсумме весов 8 -1-го и 4-р-го разрядов, ключевые элементы по числуразрядов кода, выходы которых соединены с соответствующими входами1 р устройства для суммирования эталонных величин, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощенияметрологического контроля и расширения функциональных воэможностей,введено устройство для разверткикода, выходы которого соединены совходами соответствующих ключевыхэлементов, а размеры эталонных величин в устройстве для.суммирова"ния эталонных величин выбраны про 26 порциональными степеням "золотой"р-пропорции, являющейся положительным корнем уравнения Х+" -Х -1=0,где р - заданное натуральное число,2. Преобразователь по п.1,Д 5 отличающийся тем, чтоустройство для развертки кода содержит функциональные ячейки по чис,лу разрядов кода, 4 -я из которых,соответствующая 4 "му разряду кода,Зр предназначена для развертки 8-гоединичного разряда в -1-й и 4-р-йнулевые разрйды кода, триггер, единичный выход которого является 8-мвыходом устройства для разверткикода, элемент ИЛИ, первый вход которого является .-м информационнымвходом устройства для развертки кода,а выход которого соединен с единичным входом триггера, элемент И,содержащий р+3 входа выход которого46 соединен с нулевым входом триггера,а первый вход - с единичным выходомтриггера, вторые входы элементов Ивсех Фуйкциональных ячеек, начинаяс функциональной ячейки, соответ 4 ствующей р+1-му разряду кода, соединены вместе и являются управляющимвходом устройства для развертки кода,входы от третьего до р+3-го элементаИ 8-й Функциональной ячейки, начинаяур с функциональной ячейки, соответствующей р+1-му разряду кода, соединенысоответственно с нулевыми выходамитриггеров функциональных ячеек от8-1-й дор-й, вторые и третьиэ входы элемента ИЛЙ 4 -й Функциональной ячейки соединены соответственноОс выходами элементов И 1+1-й и 1+р++1-й Функциональныхячеек, а элементы И Функциональных ячеек от 0 дорне используются,40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гитис Э.И. Преобразователи инФормации для электронных цифровыхвычислительных устройств. М.,65 "Энергия", 1971, с. 32-54.809541 Известия вузов СССР, "Приборострое- ние". 1975,т. ХЧ 1, вып.4 (прототип),ставитель А. Титовкреп Е.Гаврилеаы;о, Корректор О, Билак Тараненко следак Тираж 999 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Иосква, Ж, Раушсккаэ 457/7 илиал ППП Патент", г.ужгород, ул. Проектная,4 2. Галау В.Г., Бражкевич В.В. и Стахов А.П. Преобразователь кодиапряжение для 1,К,5 алгоритмов. -Подписноетета СССРкрьтийиаб., д. 4/5