Цифроаналоговый преобразователь со степенной характеристикой

Союз СоветскыкСоцыалмстычесымкРеспублык ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а 907562(23) Приоритет оо делам изобретений н открытий.Е. Ям Красного Знамен им. В, И, Леина й а Труаовоуниверсите Заявитель лорусский о ЦфРОА НАЛОГОВЫЙ П РЕОБРАЗОВАТГЛЬСО СТЕПЕННО ХАРАКТЕРИСТИ КО е относится к автомати ной технике, в частнос реобразования цифров ь ал по степени в Оод, гае О о- миним альн реобразовате ая от погреш а =1+3); Й- вэтих прео енное быс Изобретевычислите устройствам икоаа в аналогов й сигн иаа О= ение; О ыхоае и зависящ ния (А характеристикевыхоаное напряжнапряжение на в-постоянная,ти (3 преобразовной цифровой ко ля 9нос вый степенной ий блоки зааая степени, ген, цифро-ан ало ератор управтакже цифро-аналоговый сте- азователь, соаержащий гене сов, элементы И и НЕ, клюлемент задержки, триггер логовый запоминающий элеИзвестененной преобрратор импуль чи емкости,счетчик и ан т 2 Известен цифро-аналогопреобразователь, соаержащния показателя и основанинератор импульсов, счетчикговый блок умножения, генляемой частоты1Общим неаостатком брателей является огрднич тропствие,Наиболее близким по технической сущности к ;еалагаемому является цифроаналоговый преобразователь со степенной характеристикой, соаержащий цифроаналоговый преобразователь с линейнойхарактеристикой, блок савига, информационные вхоаы млааших разряаов которого поаключены к выхоаам блока памяти,соеаиненного вхоаами с выхоаами млапших разряаов регистра аргумента, поаключенного выхоаами старших разряаовк первой группе информационных вхоаовкоммутатора, вторая группа информационных вхоаов которого соеаинена с выхоаом разряаов первого сумматора, вхоаами регистра результата и с вхоаом триггера, поаключенного выхоаом к управляющему вхоау блока савига, соеаиненногоинформационными вхоаами с выхоаами .второго блока памяти я с вхоаами буфрного регистра, а выхоаами с первой груп 3 9075пой информационных вхоцов второго коммутатора, подключенного управляющимивхоцами к выхоаам блока управления и куправляющим входам первого и третьегокоммутаторов, второй группой информационных вхоцовк выхоаам первого блока памяти, а выходами - к первой группевходов первого сумматора, соеаиненноговторой группой вхоаов с выхоцами третьего коммутатора, поцключенного первой 10и второй группами информационных вхоцов к выхоаам буферного регистра и квыхоцам старших разряцов регистра аргумента, причем входы второго блока памяти соединены с выходами первого коммутаторами.Л.Основным нецостатком известногопреобразователя является сложностьтехнической реализации, в частности, изза необхоцимости включения на его выходе цифро-аналогового преобразователяс линейной характеристикой с большимколичеством разрядов. Кроме этого, онимеет ограниченное быстродействие, таккак работает в ава такта, и ограниченную область применения, так как позволяет преобразовывать входной коц Х ваНалоговую величину только вида 2 цлязначений Х 6 (О, 1),Цель изобретения - упрощение преобразователя.Эта цель достигается тем, что в цифро-аналоговый преобразователь со степенной характеристикой, содержащий циФро-аналоговый преобразователь с линей 35ной характеристикой, блок сцвига информационные входы млацших разряаовкоторого подключены к выходам блокапамяти, соециненного входами с выхоцами младших разрядов регистра аргумента,4 Оподключенного выходами старших разряцов к первой гругпе информационных входов коммутатора, вторая группа инфермациоиных вхоаов которого соединена с выходами разряаов первого сумматора, онсоцержит второй сумматор и управляемыи45аелитель напряжения выхоа которогоявляется выходом преобразователя, управляющие входы подключены к выхоцампереносов сумматоров и к управляющимвхоцам коммутатора, а сигнальный вход - 5 Ок выходу цифро-аналогового преобразователя с линейной характеристикой, соединенного цифровыми вхоаами с выхоцамиблока сдвига, информационный вхоа старшего разряда которого поцключен к шине 55логической единицы, а управляющие входы - к выхоаам коммутатора, соединенного третьей группой информационных вхоцов с выходами разрядов второго сумматора причем сумматоры поаключены первыми группами информационных входов к выходам старших разряаов регистра аргумента, вторыми группами информационных вхоаов - к шинам соответствующих опорных коаов, а вхоаами переносов разряцов - к шине логической единицы.На чертеже изображена блок-схема прецлагаемого преобразователя.Цифро-аналоговый преобразователь со степенной характеристикой соаержит блок 1 памяти, первый 2 и второй 3 сумматоры, блок 4 сдвига, цифро-аналоговый преооразователь 5 с линейной характеристикой, коммутатор 6, управляемый целитель 7 напряжения и регистр 8 аргумента. Блок 4 сцвига поаключен информационным вхоцом старшего разряда к дине логической единицы, а информационными вхоаами младших разряцовк выхоцам блока 1 памяти. Вхоаы блока 1 памяти соецинены с выхоцами млацших разрядов регистра 8 аргумента, подключенного выходами старших разрядов к первой группе информационных входов коммутатора 6. Вторая группа информационных вхоаов коммутатора 6 соецинена с выхоцами разрядов первого сумматора 2. Управляемый целитель 7, выход которого является выхоаом преобразователя, подключен управляющими входами к выходам переносов сумматоров 2 и 3 и к управляющим входам коммутатора 6, а сигнальным вхоцом - к выхоцу цифро аналогового преобразователя 5 с линейной характеристикой. Преобразователь 5 соеаинен цифровыми вхоцами с выхоаами блока 4 савига, управляющие вхоцы которого поаключены .к выхоаам коммутатора 6, Коммутатор 6 соецинен третьей группой информационных вхоаов с выходами разряцов второго сумматора 3, Сумматоры 2 и 3 подключены первыми группами информационных вхоцов к выхоцам старших разрядов регистра 8 аргумента, вторыми группами информационных входов - к шинам соответствующих опорных кодов, а вхоцами переносов разрядов - к шине логической единицы,Работает цифр ь-аналоговый перобразователь со степенной характеристикой слеаующим образом.Младшие разряцы вхоаного коаа аргумента М поступают с регистра 8 аргумента на входы блока 1 памяти, при этом на его выхоцах появляются коаы, соответствующие степенной шкале преКогда в старших рдзряцвх кода аргумента записано число М меньше чем Я,1 то сигналы на выходе переносов сумматоров 2 и Й нули, коэффициент передачи делителя 7 равен К 1, коды чисел Мдг вы 5собразователя. Для уменьшения об емапа м яти степени а я шк алв выби рвется так ой, чтобы выполи ялось условие9+6) =2гце Оф- относительная погрешность преобразователяя;И - младшие разряды аргумента;О р 1 , д)например, при 11 =5, О =-0,0219.Количество разрядов блока 1 памятицолжно выбираться из соотношенияп =Од (,1 /Д")2гае( 7 означает ближайшее большее целое число с избытком.Количество старших разрядов вргумента. равно=ВОЮ М-Ио 2 Сигналы с выхода блока 1 памятипоступают на информационные вхоцы блока 4 сдвига, а на управляющие входыблока 4 сдвига подаются сигналы 60,Г 1 Р 2 с выхода коммутатора 6, которыеопрецеляются слеауюшим образом.1" =й (ии Я )4),"1 =1 р 9(+ф И 1 М 2 М)Г, =И,-М(фут Мс 1 Е)гце Й - число, записанное в старшихразряд ах аргумента;в 1 ч, =р - Мгце- число разряпов преобразователя5 с линейной характеристикой.В общем случае при произвольном 111р количество сумматоров Ч можетбыть больше двухс =2-1) /(р-)тогца Г.; = М М, (при 4 111 Мс ) а1 уиСХ =9Коммутатор 6 передает на выхоп сигналы либо сс старших разрядов регистра8 аргумента, либо с выходов соответствуюшего сумматора. Количество группинформационных вхоцов коммутаторов равноа количество разряцов в каждойгруппе равно ИОд Ц 7, причем к коммутатору поцклкчаются младшие разряпычисел 1 о, 11,С 2 и т.ц., так квк старшие разряды этих чисел не изменяются.Принципиальная схема коммутатора 6может иметь много вариантов, Например,коммутатор можно собрать нв мультиплексорах (микросхема 155 КП 2) илина элементах И-ИЛИ.Сумматор 2 осуществляет вычитаниечисел Й и М 1 а сумматор Й вычитаниечисел И и Щ ., Л огическ ая единица свыхода переноса сумматоров 2 появляет 07562 6ся при Ч 7 1 Ч 1, д с выхода переноса сумматора 3 при 87 2 8,1. Для этогона шину переноса с прецыцушего разряда подают логическую "1, а на другие 5 входы сумматора 2 подают копы числаМа на аругие входы сумматора Йподают копы числа 2 М что эквивалентновычитанию двух чисел. МРи М 1, йр и 2 Ч 1,Первоначально коэффициент переаачи 10 целителя 7 выбирается равным К"ВЬ К маХО 2Огце Оцх 1 лрх - максимальное выходное 15напряжение ЦАП с линейной характеристикой.При превышении старшими разряцамиаргумента величины М 1 на выходе переноса сумматора 2 появляется логическаяединица, котор ая изменит к оэффициен т 20передачи пелителя 7, и он должен статьравен К,1 /21При превышении стар;цими разрядамиаргумента величины 2 Ц, нв выходепереноса сумматора 3 появляется логическая Единица, которая изменит коэффициент передачи целителя 7, и он долженстать равным К/2.Когда в старших разрядах кода аргумента нули, то сигналы на выходе пере. носов сумматороз 2 и 3 тоже нули, коэффициент перепдчи делителя 7 равен К 1,а выходное напряжение на выходе преобразователя 5 с линейной характеристикойнаходится в соответствии со значениеммладших разрядов аргумента и числами,записанными в блок 1 памяти. Эти чис ла определяются какЧ 1: 2 К),гце Ь - число, записанное в младших разряаах аргумента причем для обеспечения погрешности, не превышающей К/2 1достаточноразрядов числа М(,. Напряжение нв выходе преобразователя 5 раг;(вь 1 хвахР Ь11Бча напряжение на выходе устройства рав- но 50 (ьых 5 (выхиах 2 О+д) Ц 2ВЫХЫ РК 2 (вы х уюсх90 х ода блок а 1 памяти с двигаются влево на число разрядов, определяемое Яр, а напряжение на выходе преобразователя 5 равноВьл юОх И) выха напряжение на выходе устройства рав- но 7",62 ОВЫХ 5 двых == 1 о " д)" 2=о "сб+су)2 "=О (+)"Максимальное выхоцное напряжениеустройства равно0 . М-,ВЬи Ь,у.ох сфЦ)а динамический диапазон изменении выходного напряжения равен" у УОКогда в старших разрядах кода аргумента записано число Мр, большее плиравное М, то на выхоце переноса сумматора 2 появляется логическая ф 1",при этом коэффициент передачи целителяН 17 станет равным (, коммутатор 6подключает выходы сумматора 2 к управлгнощим входам блока 4 сцвига. Работа устройства повторяется как этоописано выше,Когца в старших разрядах кода аргумента записано число Ч , большее илиравное 2, то на выходе переноса сумматора 2 появляется логическаяпри этом коэффициент передачи делителя7 станет равным К/2, коммутатор 6подключит выходы сумматора 3 к управляющим входам блока 4 сдвига. Работа устройства повторится как это описано выше.Таким образом, выхоцное напряжениеизменяется в соответствии со степеннойфункцией в цин амическ ом диапазоне 5 10 15 20 25 30 35 40 обеспечивает ци 9 ро- гналоговое преобразование со; топенпой характеристикой в широк ом чин амическ ом диапазоне и кро 1 ме этого, обладает более высоким быстродействием, так как не требует цвухтактного режима преобразования. Формула изобретенияЦифроаналоговый преобразователь со степенной харак теристикой, содержащий цифро-аналоговый преобразователь с линейной характеристикой, блок сдвига, информационные вхоцы младших разрядов которого подключены к выходам блока памяти, соединенного вхоцами с выхоцами младших разрядов регистра аргумента, подключенного выходами старших разрядов к первой группе информационных входов коммутатора, вторая группа информационных входов которого соецинена с выходами разрядов первого сумматора, о т л и - ч а ю щ ис я тем, что, с целью упрощения преобразоваетля, он содержит второй сумматор и управляемый делитель напряжения, выхоц которого является выходом преобразователя, управляющие вхоцы подключены к выхоцам переносов сумматоров и к управляющим входам коммутатора, а сигнальный вход - к выходу цифро-аналогового преобразователя с линейной характеристикой, соециненного цифровыми вхоцами с выхоцами блока с цвига, информ ационн ый вход с таршего разряда которого поцключен к шине логической единицы, а управляющие входы - к выходам коммутатора, соединенного третьей группой информационных входов с выходами разряцов второго сумматора, причем сумматоры подключены первыми группами информационных входов к выхоцам с тарших разрядов регис тр а аргумента, вторыми группами информационных входов - к шинам соответствующих опорных кодов, а входами переносовф 31)1 Р- /( о)При=12, О=6 цинамическпй диапазон2Предлагаемый цифро-аналоговый преобразователь со степенной характеристикой по сравнению с известным при более простом к онструктивном выполнении Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 744655, кл. Я 06 д 7/20, 1978.2. Авторское свидетельство СССРМ 763925, кл. 606 У 3/00,6 06 6 7/26, 1978.3. Авторское свидетельство СССРМ 641448, кл. б 06 Г 7/38, 1976907562 Составитель С, Казиновренко Техрец М,Тепер Корректор С. Шекмар ецакторВ. Л пис пиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная 4 92/58 Ти ВНИИ ПИ по де 113035, раж 732 По Государс твенн о го лам изобретений и Москва, Ж, Ра комитета СССоткрытийушская наб., д.