Цифроаналоговый преобразователь

(51)5 Н 03 М 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 4178664/24-24 (22) 12.01.87 (46) 23.01.90. Бюл. Мф 3 (71) Специальное конструкторско-тех нологическое бюро Модуль" Винницко го политехнического института и Вин ницкпй политехнический институт (72) А.П.Стахов, А,Д.Азаров, В.Я.Стейскал, В.П.Волков и Н.В.Плакидюк (53) 62.1.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 1: 1319280, кл, Н 03 М 1/66, 1985.Авторское свидетельство СССР Иф 1325704, кл. Н 03 М 1/66, 1985(54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ (57) Изобретение относится к вычисл тельной и цифровой измерительной те нике и может быть использовано для преобразования цифровых величин в аналоговые. Цель - повышение точности преобразования. Цифроаналоговый преобразователь содержит входную шину 1, первый сумматор 2, первый регистр 3, циФроаналоговый преобразователь 4 на основе избыточного измерительного кода, первый 5 и второй 6 блоки постоянной памяти, второй сумматор 7, третий блок 8 постоянной памяти, второй 9 и третий 1 О регистры, аналого-цифровой преобразователь 11, аналоговый коммутатор 12, датчик 13 температуры, блок 14 управления, блок 15 контроля прогноза, элемент ИЛИ 16, выходную шину 17, входную шину "Запуск" 18. Повышение точности преобра- а зования обеспечивается за счет повы-. шения температурной стабильности устройства и компенсации аддитивной погрешностии преобразования, 2 э . п. ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к вычислительной и цифровой измерительной техчике и может быть использовано дляпреобразования цифровых величин ваналоговые.Цель изобретения - повышение точности преобразования в широком диапазоне рабочих температур.На фиг.1 приведена функциональная 1 Осхема цифроаналогового преобразоваеля; на фиг.2 - функциональная схемалока прогноза контроля; на фиг.З -ункциональная схема блока. управления.Цифроаналоговый преобразователь 15(фиг.1) содержит входную шину 1 преобразуемого кода, первый сумматор 2,Первый регистр 3, цифроаналоговый пре-Ьбразователь 4 на основе избыточногоизмерительного кода, первый 5 и вто-., 20ой 6 блоки постоянной памяти, второйсумматор 7, третий блок 8 постояннойПамяти, второй 9 и третий 10 регистр,аналого-цифровой преобразователь(АЦП) 11, аналоговый коммутатор 12, 25датчик 13 температуры, блок 14 управения, блок 15 прогноза контроля,элемент ИЛИ 16, выходную шину 17 ивходную шину "Запуск" 18,Блок 15 прогноза контроля (фиг. 2) со держит устройство )9 выборки-хранения и компаратор 20.Блок 14 управления (фиг,З) содеркит генератор 21 тактовых импульсов,регистр 22, дешифратор 23, первый 24, 35второй 25 и третий 26 элементы И, элемент 27 запрета, первый 28 - пятый 32элементы ИЛИ,Использование преобразователя избыточного измерительного кода исключает разрывы выходной характеристикицифроаналогового преобразователя вслучае, если веса разрядов имеют определенные отклонения от требуемыхзначений, К достижению цели приводит 45измерение реальных весов разрядов цифроаналогового преобразователя при различных температурах, запись кодовыхэквивалентов измеренных значений вблоки 5,6 и 8 постоянной памяти настадии изготовления устройства и кор"рекция входного кода в процессе преобразования,Цифроаналоговый преобразовательработает в двух режимах: режим конт;.роля, и режим преобразования двоично 55го кода в аналоговую величину.Необходимость режима контроля определяется из условия:г. С )У=О, 1 дсС ( Раифгде У - выходной сигнал блока 15прогноза контроля, причемУ= - соответствует режимуконтроля, У=О - соответствует режиму преобразования;дд С - измерение температуры смомента предыдущего измерения;Фг - максимальное допустимоеизменение температуры,при котором цифроаналоговый преобразователь работает с заданной точностью,В режиме контроля определяется значение погрешности смещения выходнойхарактеристики устройства и производится выбор рабочих областей памятиблоков 5,6 и 8 в соответствии с сигналом датчика 13 температуры.В режиме контроля преобразовательработает следующим образом,По команде блока 14 вход преобразователя 11 через аналоговый коммутатор 12 подключается к датчику 13 температуры.Выходной анаЛоговый сигнал датчика13 преобразуется АЦП 11 в двоичныйкод, который по команде блока 14 записывается в регистр 9 Содержимоерегистра 9 определяет значения старших разрядов адреса блоков 5, 6 и 8постоянной памяти. Выходной аналоговый сигнал датчика 13 запоминается вблоке 15 прогноза контроля. Затем посигналам блока 14 управления аналоговый вход АЦП 14 через аналоговый коммутатор 12 подключается к выходу цифроаналогового преобразователя 4 на ососнове избыточного измерительного кода (ИИК), и регистр 3 обнуляется. Нулевая кодовая комбинация с выхода ре-.гистра 3 через преобразователь кода,который построен на блоках 2, 5, 6 и8 и элементе ИЛИ 16 поступает на входцифроаналогового преобразователя 4на основе ИИК. Полученная на выходнойшине 17 аналоговая величина преобразуется АЦП 11 в цифровой двоичный эк.вивалент. Результат преобразованияпредсталяет собой двоичный код погрешности смещения нуля, который посигналу блока 14 записывается в регистр 10. На этом процесс контроляпогрешности смещения нуля выходной254 45 5 1538 характеристики цифроаналогового преобразователя на основе ИИК заканчивается.В режиме преобразования п-разряд.-. ный двоичный,код преобразуется в аналоговый сигнал. В данном режиме уст-. ройство работает следующим образом.Преобразуемая двоичная кодовая комбинация поступает на вход второго сум 10 матора 7, где она суммируется с содержимым регистра 10. По сигналу блока 14 управления результирующая кодовая комбинация Кзаписывается в регистр 3, с выхода которого она посту пает на вход преобразователя кода, Старшие с п-го по (п-ш+1)-й разряды входного кода Ко с помощью блока 5 преобразуются в старшие с пф-го по (п-в+2)-й разряды рабочего кода 20 К рьТе же старшие с и-го по (п-тп+)-й разряды кода К с помощью блока 6 преобразуются в двоичный код разности весов единичных разрядов групп вход ного Ки рабочего Ккодов. Код с выхода блока 6 с помощью первого сумматора 2 суммируется с группой младших разрядов (п-т) кода Ки поступает на вход блока 8, с помощью 30 которого формируются младшие (и -ш ) разряды кода К , (п-ш+1)-й разряд кода Крае определяется при помощи эле. мента ИЛИ 16 в результате логического сложения младшего разряда кода с вьхода блока 5 и старшего (п-ш+1)-го разряда кода с выхода блока 8. Код с выходов блоков 5, 8 и 16 поступает на вход цифроаналогового преобразователя 4 на основе ИИК, в результате чего на 40 входной шине 17 устройства появляется аналоговая величина, соответствующая входному двоичному коду КЗкПовышение точности преобразования обеспечивается за счет коррекции аддитивной погрешности и погрешности весов цифроаналогового преобразователя на основе избыточного измерительного кода в широком диапазоне рабочих температур. 50 Формула изобретения 1. Цифроаналоговый преобразователь, содержащий первый блок постоянной памяти, первый регистр, выходы младших разрядов которого подключены к соответствующим первым входам первого сумматора, вторые входы которого подключелы к соответствующим выходам второго блока постоянной памяти, выходыподключены к соответствующим первымадресным входам третьего блока постоянной памяти, вьжоды младших разрядовкоторого подключены к соответствующимвходам группы младших разрядов цифроаналогового преобразователя на основеизбыточного измерительного кода, выходстаршего разряда подключен к первомувходу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу младшего разряда первого блока постоянной памяти,выход подключен к входу младшего разряда в группе старших разрядов цифроаналогового преобразователя на основе избыточного измерительного кода,выход которого является выходной шиной, входы старших разрядов в группестарших разрядов подключены к соответствующим выходам старших разрядовпервого блока постоянной памяти, первые адресные входы которого объединены с соответствующими первыми адресными входами второго блока постоянной памяти и подключены к соответст-.вующим выходам старших разрядов первого регистра, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения точности преобразования в широком диапазоне рабочих температур, введенывторой сумматор, второй и третий регистры, датчик температуры, аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок прогноза контроля, блок управления, первый вход которого является шиной "Запуск", первый выход подключен к управляющемувходу блока прогноза контроля, информационный вход которого объединен спервым информационным входом аналогового коммутатора и подключен к выходудатчика температуры, выход подключенк второму входу блока управления,второй выход которого подключен кводу записи второго регистра, выходы которого подключены к.соответствующим вторым адресным входам первого, второго и третьего блоков постоянной памяти, информационные входыобъединены с соответствующими информационными входами третьего регистра и подключены к соответствующимцифровым выходам аналого-цифровогопреобразователя, выход окончания преобразования которого подключен . ктретьему входу блока управления, аналоговый вход подключен к выходу ана.рогового коммутатора, второй информационный вход которого подключен квыходу цифроаналогового преобразователя на основе избыточного измери 5тельного кода, управляющий вход подключен к третьему выходу блока управления, четвертый выход которого подключен к входу запуска аналого-цифрового преобразователя, пятый выходподключен к входу обнуления первогорегистра, шестой выход подключен кходу записи первого регистра, седьмой выход подключен к входу записитретьего регистра, выходы которогоподключены к соответствующим первымходам второго сумматора, выходы которого подключены к соответствующимнформационным входам первого регистра, вторые входы являются входной ши Оной преобразуемого кода,.,ц и ч а ю щ и й с я тем, что блокпрогноза контроля выполнен на компааторе и устройстве выборки-хранения, 25информационный вход которого объединен с первым входом компаратора и является информационным входом блока,выправляющий вход является управляющимЬходом блока, выход подключен к вто-.рому входу компаратора, выход которого является выходом блока.3. Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что блокуправления выполнен на дешифраторе с35выходами с первого по девятый, первом, втором и третьем элементах И,элементе запрета, первом, втором,третьем, четвертом и пятом элементахИЛИ, генераторе тактовых импульсов ирегистре, вход обнуления которого яв-,ляется первым входом блока, вход занесения подключен к выходу генераторатактовых импульсов, выходы с первогопо четвертый подключены к соответствующим входам дешифратора, первый выходкоторого подключен к прямому входуэлемента запрета и первому входу пер. -вого элемента И, второй вход которого объединен с инверсным входом элементазапрета и является вторым входом блока, выход подключен к первому входупервого элемента ИЛИ, выход которогоподключен к первому информационномувходу регистра, второй вход объединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ и подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого объединен с первым входом третьего элемента И и является третьим входом блока, второй вход объединен спервым входом пятого элемента ИЛИ иподключен к седьмому выходу дешифратора, второй выход которого подключенк первому входу четвертого элементаИЛИ, третьему входу первого элементаИЛИ и второму входу второго элементаИЛИ, выход которого подключен к второму информационному входу регистра,третий вход подключен к выходу элемента запрета, четвертый вход объединенс вторым входом третьего элемента ИЛИ,вторым, входом четвертого элементаИЛИ, является пятым выходом блбка иподключен к шестому выходу дешифратора, третий выход которого являетсяшестым выходом блока,.четвертый выходподключен к второму входу пятого элемента ИЛИ и к второму входу третьегоэлемента И, выход которого подключенк третьему входу третьего элементаИЛИ, выход которого подключен к третьему информационному входу регистра,четвертый вход объединен с четвертымвходом первого элемента ИЛИ, являетсявторым выходом блока и подключен к пятому выходу дешифратора, восьмой выходкоторого является седьмым выходом блока и подключен к четвертому информа. -ционному входу регистра, девятый выход дешифратора является первым выходом блока и подключен к пятому входувторого элемента ИЛИ, при этом выходычетвертого и пятого элементов ИЛИ являются соответственно третьим и четвертым выходами блока,1538254 ставитель В.Першиков Л.Олийнык Корректор С,чер бак Техр едактор Заказ 174 Тираж 654 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 1:Р113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул, Гагари