Дробно-рациональный цифроаналоговый преобразователь

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 10.04. 80 (21) 2907460/18-24с присоединением заявки Эй(23) Приоритет(51)М. Кл,6 06 .1 3/00 3 Ьеударстееииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(7) Заявитель Московский институт электронной техники(54) ДРОБНО-РАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 10 20 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в гибридных вычислительныхустройствах для функционального преобразования позиционного кода в напряжение,Известны функциональные цифроаналоговые преобразователи, осуществляющие аппроксимацию рациональнойдробью в виде .отношения полиномов,второго порядка И, 21, Ь 3Пассивные преобразователи 11,содержащие цифровой управляемый резистор и масштабные резисторы, отличаются простотой, однако воспроизводимая ими рациональная дробь имеет взаимосвязанные коэффициентыи поэтому воэможности ее примененияограничены,Более широкими функциональнымивозможностями обладает устройство,которое содержит аналоговое делительное устройство и два квадратичныхцифроаналоговых преобразователя,каждый из которых включает в себя цифровой управляемый резистор, два операционных усилителя, масштабные резисторы и потенциометры 21Его недостатками являются сложность из-за наличия аналогового делительного устройства и двух цифровых управляемых резисторов, а также ограниченная точность, определяе. мая точностью аналогового делительного устройства.Наиболее близким по технической сущности является преобразователь, содержащий два цифровых управляемых резистора, цифровые входы которых объединены и являются цифровым входом устройства, два инвертора, операционный усилитель, шесть потенциометров и масштабные резисторы, Первые и вторые выводы первого, второго .и третьего потенциометров подключень 1 к входу и выходу первого инвертора соответственно, первые и вторые выводы четвертого, пятого и шестогопотенциометров подключены к входуи выходу второго инвертора соответственно. Средние выводы потенциометров непосредственно и через масштабные резисторы подключены к цифровымуправляемым резисторам, выходы последних соединены с входом операционного усилителя, выход которого является выходом устройства. Входпервого инвертора является ана"логовым входом устройства, входвторого инвертора подключен квыходу операционного усилителя,Этот преобразователь воспроизводит рациональную дробь с независимыми коэффициентами,вследствиечего он может использоваться для ап"проксимации широкого класса функций 31Недостатками этого преобразователя являются сложность из-за необходимости использования двух цифровых управляемых резисторов и отсутствие достаточно простой регулировки масштаба воспроизводимой зависимости, так как для изменения масштаба функции требуется перестройкавсех коэффициентов или введение дополнительного масштабного усилителя, усложняющего устройство,Цель изобретения - упрощение преобразователя.Поставленная цель достигаетсятем, что в дробно-рациональный цифроаналоговый преобразователь, содержащий инвертор, между входом и выходом которого включены три параллельно соединенные потенциометра,цифроуправляемый резистор, цифровыевходы которого объединены и являются первым входом преобразователя,первый аналоговый вход подключен ксреднему выводу первого потенциометра, а второй аналоговый .вход через первый масштабный резистор подключен к среднему выводу второго потенциометра, операционный усилитель,в цепь обратной связи которого включен резистор обратной связи, выходоперационного усилителя является вы",ходом преобразователя, а вход подключен к выходу цифроуправляемогорезистора, средний вывод третьего потенциометра через второй масштабныйрезистор подключен ко входу операционного усилителя, введен сумматор,первый вход которого подключен ковторому аналоговому входу цифроуправляемого резистора, второй входсумматора подключен к выходу операци Входное напряжение поступает натретий вход сумматора 1, где суммируется с выходным напряжением преобразователя и напряжением, дей О .твующим в средней точке цифровогоуправляемого резистора 3, что отражается следующим уравнением где О Овыходное напряжение сумматора 1;напряжение, действующее в средней точке цифрового управляемого резистора 3; выходное напряжение устройства;входное напряжение устройства;К- масштабные коэффициенты первого, второго и третьего входов сумматора 1 соответственно. онного усилителя, третий вход является вторым входом преобразователяа выход сумматора подключен ко входу 1инвертора.На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемого преобразователя.Преобразователь содержит сумматор 1, инвертор 2, цифроуправляемыйрезистор 3, потенциометры 4,5 и 6, 1 О масштабные резисторы 7 и 8 и операционный усилитель 9 с резистором 10обратной связи. Первые и вторые выводы потенциометров 4,5 и 6 подключены к входу и выходу инвертора 2 со ответственно, средний вывод потенциометра 4 соединен с первым аналоговымвходом цифроуправляемого резистора 3,второй аналоговый вход которого подключен к первому входу сумматора 1 20 непосредственно, а к среднему выводупотенциометра 5 - через масштабныйрезистор,7. Средний вывод потенцио-метра 6 через масштабный резистор 3и входу операционного усилителя 9, 25 выход которого соединен со вторымвходом сумматора 1, выход последнегаподключен к входу инвертора 2. Третий вход сумматора 1 является вторымвходом устройства, цифровой вход цифроуправляемого резистора 3 являетсяпервым входом устройства, выход операционного усилителя 9 является,вы",ходом устройства.Преобразователь работает следующимобразом.8966 цб Дробно-рациональный цифроаналого-. вый преобразователь, содержащий инвертор, между входом и выходом кото. рого включены три параллельно соединенные потенциометра, цифроуправляемый резистор, цифровые входы которого объединены и являются первым входом преобразователя, первый аналоговый вход подключен к среднему выводу первого потенциометра,а второй аналоговый вход через первый мас" штабный резистор подключен к сред" нему выводу второго потенциометра, операционный усилитель, в цепь обраТ- ной связи которого включен резистор обратной связи, выход операционного усилителя является выходом преобразователя а вход подключен к выходу цифроуправляемого резистора, средний вывод третьего потенциометра через второй масштабный резистор подключен ко входу операционного усилителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введен сумматор, первый вход которого подключен ко второму аналоговому входу цифроуправляемого резистора, второй"вход сумматора подклю . чен к выходу операционного усилителя, третий вход является вторым вхоцом преобразователя, а выход сумматора подключен ко входу инвертора. 2. Смолов В. Б., Сторожева Т. М.,Дробно-рациональные преобразователи"код-напряжение".-"Автометрия", 1971,В 4, с. 90, р, 2.3.3. Авторское свидетельство СССРВ 327498, кл. С 06,1 3/00, 1972(прототип). 5Учитывая соотношения между напряжениями, действующими в преобразова- теле о" ф "ь 8дгде 3 - весовая проводимость цифрового управляемого резистора 3;28 ъЗ- проводимости резисторов.выходное напряжение устройства равно"+"Р"оЬ 1 Х ЬХ Ъ+6+ 1 (")где Ао= -К К 6,А,= К- К 4;А= К 4,ВО=2 + К(Кт 1) + 2 КяКВВО= К (К - К) - ККВх= - К 1 К 41 при условии 20= .17= 38=110 Следует отметить, что рациональная дробь, являющаяся отношением полиномов второго порядка, имеет максимум пять независимых коэффициФентов, так как если хотя бы один из ее коэффициентов отличен от нуля, можно разделить все коэффициенты рациональной дроби на коэффициент отличный от нуля и приравнять последний единице.В предлагаемом устройстве К 1, К, Кд,к, К 6 используются для регулировки пяти независимых коэффициентов рациональной дроби (4), а масштабный коэффициент сумматора 1 по третьему входу К определяет. масштаб воспроизводимой зависимости. Это позволяет изменять масштаб функции путем изменения К без перестройки всех коэффициентов.Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в упрощении преобразователя и в обеспечении возможности простой регулировки масштаба воспроизводимой зависимости 6 13 20 35 4при сохранении функциональных возможностей. Формула изобретения Источники информации,чринятые во внимание при экспертизе1. Смолов В. Б., фомичев В. С.Аналого-цифроаналоговые нелинейные вычислительные устройства, Л., Энергия", 1974, с. 153, р. 6.8.ВНИИПИ Закаа 17 О 8 Л 9 траж 7 З 1 . Подп Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. ектная, 4