Дифференциальный цифроаналоговый преобразователь

(21) 365 (22) 24, (46) 07. (72) А. и А Д е ходу элемент ого подключе первом ход ко енерат ход -орои ыход втор выхо ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЗ ОПИСАНИК АВТОРСКОМ 3610/24-2110.8302.85. Бюл. У 5П. Стахов, В. П. МарценюкАзаров, (54)(57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащийвходной регистр, первые и информационных входов которого подключены ксоответствующим входным шинам преобразуемого кода, и первых и и вторыхвыходов - к соответствующим управляющим входам и трехпозиционных ключевых элементов, входы которых подключены к соответствующим выходам блокаисточников эталонных токов, первыевыходы - к входу первого преобразователя тока в напряжение, вторые выходы - к входу второго преобразователятока в напряжение, третьи выходы - кобщей шине, выход первого преобразователя тока в напряжение подключен кшине прямого выхода, выход второгопреобразователя тока в напряжениеподключен к шине инверсного выхода,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей, в него введены и входныхинверторов, блок управления, элемент И, генератор синхросигналов,элемент И-НЕ, источник эталонногонапряжения установки нулевой зоны,инвертор, первый и второй компараторы, первые входы которых подключенык выходу первого преобразователя токав напряжение, вторые входы - к выходу второго преобразователя тока в напряжение, третьи входы - к выходуисточника эталонного напряжения установки нулевой зоны, выход первогокомпаратора подключен к входу инвер"тора, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, второйвход которого подключен к выходувторого компаратора, а выход - квине контрольного выхода и к первомувходу блока управления, второй входкотороГо подключен к шине управления,первый выход - к первому управляющемувходу входного регистра, второй выа синхросигналов, а у управляющему входуи вторых информарого подключены кх входныхоторых подключены ходным шинам пре" входного регистра,ционных входов котовыходам соответствующиинверторов, входы кк соответствующим вобразуемого кода.1 38Изобретение относится к цифровой измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в преобразователях код - аналог и аналог - код в качестве основного или вспомогательного узла.Известен цифроаналоговый преобразователь, содержащий рези"тивную матрицу, транзисторные ключи и выходное устройство, обеспечивающее получение О симметричного двухполярного выхода с целью управления балансной нагрузКойИТакой преобразователь имеет сложный метрологический контроль, прово димый на специальных стендах с длительным прерыванием процесса преобразования,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 20 дифференциальный цифроаналоговый преобразователь, содержащий входной регистр, первые и информационных входов которого подключены к соответствующим входным шинам преобразуе мого кода, п первых и и вторых выходов - к соответствующим управляющим входам и и трехпозиционных ключевых элементов, входы которых подключены к соответствующим выходам блока источ- Зников эталонных токов, первые выходы - к входу первого преобразователя тока в напряжение, вторые выходы - к входу второго преобразователя тока в напряжение, третьи .выходы - к общей шине, выход первого преобразователя тока в напряжение подключен в шине прямого выхода, вьгход второго преобразователя тока в напряжение подключен к шине инверсного выхода 4 О 21 .Проведение метрологического контроля выходной характеристики линейности известного преобразователя требует специального эталонного оборудования 45 и может выполняться только в полуавтоматическом режиме. Вследствие этого сужаются функциональные возможности преобразователя.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальный цифроаналоговый преобразователь, содержащийвходной регистр, первые и информаци онных входов которого подключены к соответствующим входным шинам пре" образуемого кода, п первых и и вторых 949выходов - к соответствующим управляющим входам и и трехпозиционных ключевых элементов, входы которых подключены к соответствующим выходам блока источников эталонных токов, первые выходы - к входу первого преобразователя тока в напряжение, вторые выходы - к входу второго преобразователя тока в напряжение, третьи выходы - к общей шине, выход первого преобразователя тока в напряжение подключен к шине прямого выхода, выход второго преобразователя тока в напряжение подключен к шине инверсного выхода, введены и входных инверторов, блок управления, элемент И, генератор синхросигналов, элемент И-НЕ, инвертор, источник эталонного напряжения установки нулевой зоны, первый и второй компараторы, первые входы которых подключены к выходу первого преобразователя тока .в напряжение, вторые входы - к выходу второго преобразователя тока в напряжение, третьи входы - к выходу источника эталонного напряжения установки нулевой зоны, выход первого компаратора подключен к входу инвертора, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу второго компаратора, а выход - к шине контрольного выхода и к первому входу блока управления, второй вход которого подключен к шине управления, первый выход - к первому управляющему входу входного регистра, второй выход - к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора синхросигналов, а выход - к второму управляющему входу входного регистра, и вторых информационных входов которого подключены к выходам соответствующих входных инверторов, входы которых подключены к соответствующим входным шинам преобразуемого кода.1На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя.Она содержит входные шиныпреобразуемого кода, на которые поступает преобразуемый код, входные инверторы 2, инвертирующие входной код, входной регистр 3, шину 4 управления, блок 5 управления, элемент И 6, генератор 7 синхросигналов, трехпоэиционные ключевые элементы 8, блок 93 11389 источников эталонных токов по числу разрядов кода, первый и второй преобразователи 10 и 11 тока в напряжение, источник 12 эталонного напряжения установки нулевой зоны, первый компаратор 13, второй компаратор 14, инвертор 5, элемент И-НЕ 16, шину 17 прямого выхода, шину 18 контрольного выхода, шину 19 инверсного выхода.Входные шины 1 преобразуемого ко О да соединены с первыми и информационными входами входного регистра 3 и входами и входных инверторов 2, выходы которых подключены к вторым и информационным входам входного ре гистра 3, и первых и и вторых выходов которого подключены к соответствующим управляющим входам и трехпозиционных ключевых элементов 8, входы которых подключены к соответствующим выходам блока 9 источников эталонных токов, первые выходы - к входу первого преобразователя 10 тока в напряжение, вторые выходы - к входу второго преобразователя 11 тока в 25 напряжение, третьи выходы - к общей шине, выход первого преобразователя 1 О тока в напряжение подключен к шине 17 прямого выхода и первым входам компараторов 13 и 14, выход второго преобразователя 11 тока в напряжение подключен к шине 19 инверсного выхода и вторым входам компараторов 13 и 14, третьи входы которых подключены к выходу источника 12. эта 35 лонного напряжения установки нулевой эоны. Выход первого компаратора 1 Э подключен к входу инвертора 15, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого 1 О подключен к выходу второго компаратора 14, выход - к шине 18 контрольного выхода и к первому входу блока 5 управления, второй вход которого подключен к шине 4 управления, пеРвый выход - к первому управляющему входу входного регистра 3, второй выход к первому входу элемента И 6, второй вход которого подключен к выходу генератора 7 синхросигналов, выход - 5 О к второму управляющему входу входного регистра Э. Цифроаналоговый преобразователь работает в двух режимах: режиме преобразования и-разрядного кода в парафазное аналоговое напряжение и в режиме контроля линейности выходной характеристики, причем работа уст 49 4ройства начинается с метрологическогоконтроля.Работа преобразователя в режимеметрологического контроля производится посредством подачи по шине 4управления сигнала, переключающегоблок 5 управления в режим автоматического контроля параметров. Приэтом первый такт контроля метрологических характеристик любого 2-го разряда содержит команду блока 5 управления, посредством которой регистр 3входного кода переключается в режимпоследовательного сдвига. После переключения режима на следующем тактеблок 5 управления разрешает подачучерез элемент И от генератора 7синхросигналов на второй управляющий вход регистра 3 синхросигналов,посредством которых в регистр 3 записывается последовательный ряд разрядных коэффициентов аф=О,На третьем и последующих тактахрежима контроля блок 5 управления посредством первого и второго входоврегистра 3 присваивает младшим разрядам регистра такие разрядные коэффициенты, что с помощью трехпозиционных ключевых элементов 8 от блока9 источников эталонных токов на входпервого преобразователя 10 тока внапряжение подключен разряд с весом а,где м, - основание системы счисления;а 1= +1р = 0,1,2, параметр кода,при Р=О - классический двоичный код;р 1 - коды фибоначчи и "золотойпропорции";р=ж - унитарный код,а на вход второго преобразователя11 тока в напряжение подключаетсясумма младших разрядов с весами Ш Ш +фи11,=Огде 1, если р = 00, если р 1,Выходные сигналы устройства приэтом подчиняются соотношениям= ьрп.г - .рР 21 .и м рЕ "1 ир е о1, ЕслньМр 1 (4 фр 1 в 2 оО, ес лаа юс рЧ 4 ф Р, 5 1138949 620 озффициенты преобразования тока в напряже, ние;А М- величина, пропорциональная разности токов, 5поступающих на входыпреобразователей 1 О и11.Разрядные коэффициенты а регистра могут принимать значение а (-11 ф О;1), что позволяет интерпретировать используемые представления кода в регистре 3 как симметричные варианты двоичного кода, кодов фибоначчи и "золотой пропорции".Если при контроле 1-го разряда сигнал У =1, то это свидетельствует о неисправности (катастрофическом отказе) либо расстройке -го разряда. Метрологический контроль при этом прекращается, и устройство признается непригодным к эксплуатации. Если же У=О, то блок 5 ут 1 равления производит контроль следующего (1+1)-го разряда, Последовательность операций, выполняемых при контроле (2+1)-го и более старших разрядов, такая же как и при контроле 1-го разряда. Метрологический контроль устройства производится от30 младших разрядов к старшим, начиная с разряда с номером 1=р+1. Причем предполагается, что при р=О точными являются разряд с номером 1=0 и дополнительный разряд.с таким же весом(ь =1), а прн р 1 1 точными являются разряды с номерами от 1=О до 1=р.По окончании выполнения метрологического контроля блок 5 управления переключает устройство в режим непосредственного преобразования входных кодов в аналоговые величины. При этом регистр 3 переключается в режим параллельной записи и входной код, подлежащий преобразованию по входным шинам 1, поступает на первый и через входные инверторы 2 на второй информационные входы регистра 3 входного кода. Выход регистра управляет подключением источников эталонных токов к выходам устройства таким образом, что токи, соответствующие значащим разрядам кода, подключаются к шине 17 прямого выхода, а токи, соответствующие нулевым разрядным коэффициентам, - к шине инверсного выхода. В этом случае на выходах 17 и 19 устройства формируются парафазные аналоговые величины, которые могут быть использованы для управления балансной нагрузкой.Технико-экономический эффект заключается в расширении функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения режима самоконтроля, что позволяет обнаруживать в процессе преобразования как катастрофические, так и метрологические отказы.1138949вфаз и ":уинщ, ,ВжВЯ 80 Н Закав 10706/45 Тиови 878 Поаоисиовфюааа ППП втвнтг 4