Преобразователь кода в импульсы ступенчатой формы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскимиСоциалистическихРеспублик свид-вуДополнительное к а(22) Заявлено 24,03.81 рисоединением заявки йо -сударственнын комите СССР по делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В ИМПУЛЬСЫ СТУПЕНЧАТОЙФОРМЫ 2 Изобретение относится к цифро-ана логовой вычислительной технике н может быть использовано в цифровых сис темах управления, измерения и контро ля различного назначения.Известен преобразователь кода в импульсы сложной форьаа, содержащий преобразователь кода в напряжение, вход которого соединен с шиной входного кода, а выход - с сигнальными входами основного блока аналоговых ключей, выходы которых через резисто ую матрицу подключены к выходной ши е устройства 1 1. рциональ входногорегистре.управленияие кода енты и н нс, ф.Т м этого устройства яво для получения выходных жной формы требуетсяуправления. Причем во лектронных системах упикает задача преобразо- амплитудно-модулировансложной формы в соответ- ением м о з 2 мпульс с урав Хи (25 е,(и+)То,ОВ где описывающая фордных импульсов,код (И = 0,12.)6 Ь) ф м вкци вых одно Недостатк ляется то, ч импульсов сл сложная схе многих ради равления во вания кода в ный и ствии коэффициент проп ности,То - время нахсощениякода на приемномТак, в цифровых системах часто требуется преобразова в импульс ступенчатой формы где Я - натуральное число аС - постоянные коэффиц Известен также преобразователь ко-. да в импульсы ступенчатой формы, содержащий преобразователь кода в напря жение, вход которого соединен с ши- . ной входного кода, а выход - с сигнальными входами основного блока аналоговых ключей, выходы которых через резистивную матрицу подключены к выходной шине устройства, последовательно соединенные регистр, дополнительный блок ключей, счетчик, временной распредел.тель, регистр бло кнровки, элемент И и блок ключей блокировки, вь 1 ходы которых соединены суправляющими входами основного блока аналоговых ключей, а управляющие входы - с выходом регистра блокировки, вход регистра блокировки соединен сшиной кода блокировки, выход временного распределителя соединен с пер 5 вым входом элемента И, второй вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, а третий вход - с выходом счетчика и сигнальными входами дополнительного блока ключей, выход О элемента И подключен к упРавляющему входу счетчика, входы регистра и счетчика подключены к шине кода, управляющего длительностью импульсон 2 , 15Недостатком устройства является его сложность, обусловленная тем, что кроме приемного регистра, блока аналоговых ключей и резистивной матрицы, входящих в состав типового 20 преобразователя кода в напряжение (ПКН),он дополнительно содержитеще один блок аналоговых ключей, два дополнительных блока ключей, два регистра, счетчик, трехвхоровой элемент И, резистивную матрицу и генератор опорных импульсов, Кроме того, вследствие использования для формирования коэффициентов с/ резистинной матрицы все коэффициейтыс оказываются одного знака, не превосходят З 0 единицы по модулю и величина их зависит от сопротивления нагрузки, В результате точность преобразователя оказывается невысокой (особенно при переменной нагрузке ), а класс 35 воспроизводимых выходных импульсов ограничен однополярными импульсами.Цель изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя,Поставленная цель достигается тем, 40 что в преобразователь кода в импульсы ступенчатой Формы, содержащий входную шину, тактовую шину, приемный регистр, первый вход которого подключен к входной шине, источник 45 эталонного напряжения, блок аналоговых ключей, резистивную матрицу, разрядные входы которой соединены с соотнетстнующими выходами блока аналоговых ключей, и временной распределитель, дополнительно введены аналоговая запоминающая ячейка, блок элементов ИЛИ, аналоговый переключатель, первый и второй аналоговые ключи, первый и второй дополнительные элементы ИЛИ, блок умножения на постоянные коэффициенты, выходной усилитель и блок местного управления, при этом выходы приемного регистра подключены к первым входам блока элементов ИЛИ, вторые входы которого 60 соединены с соответствующими выходами временного распределителя, а выходы с управляющими входами блока аналоговых ключей, выходы которого соединены с соответствующими входами блока умножения на постоянные коэффициенты, выход которого подключен ксигнальному входу второго аналогового ключа, выход которого соединенсо входом выходного усилителя, сигнальные входы блока аналоговых ключей подключены к выходу аналоговогопереключателя, первый сигнальныйвход которого соединен с выходом источника эталонного напряжения, а второй - с выходом аналоговой запоминающей ячейки, первый вход которой соединен с выходом первого аналоговогоКлюча, вход которого подключен к выходу резистивной матрицы, причем тактовая шина соединена со входом блокаместного управления, вторым входоманалоговой запоминающей ячейки, входом устанонки в исходное положениевременного распределителя и первымивходами первого и второго дополнительных элементов ИЛИ, а первый выход блока местного управления подключен ко нторому входу приемного регистра, нторой выход - к управляющему входу первого аналогового ключа,третий выход - к третьему входу приемного регистра, к входу запуска временного распределителя и ко вторымвходам первого и второго дополнительных элементов ИЛИ.На чертеже предстанлена функциональная схема предлагаемого устройства,Преобразователь кода н импульсступенчатой формы содержит входнуюшину 1, тактовую шину 2, приемный регистр 3, вход которого подключен квходной шине, источник эталонногонапряжения 4, блок аналоговых ключей 5, резистивную матрицу б, разрядные входы которой связаны с соответствующими выходами блока аналоговых ключей 5, временной распределитель 7, аналоговую запоминающуюячейку ( АЗЯ ) 8, блок элементов ИЛИ 9,аналоговый переключатель 10, первый11 и второй 12 аналоговые ключи,первый 13 и второй 14 дополнительные элементы ИЛИ, блок 15 умноженияна постоянные коэффициенты, выходнойусилитель 16 и блок местного управления (. БМУ ) 17.Управляющие нходы блока аналоговых ключей 5 подключены к соответствующим выходам приемного регистра 3через блок элементов ИЛИ 9. Выходыблока аналоговых ключей 5 подключены к резистивной матрице б и к соответствующим входам блока 15 умнокения на постоянные коэффициенты с,выход которого через аналоговыйключ 12 соединен со входом выходного усилителя 16. Сигнальные входыблока аналоговых ключей 5 соединеныс выходом аналогового переключателя10, первый сигнальный вход которогосвязан с выходом источника эталонного напряжения 4, второй - с выходом АЗЯ 8. Первый вход запоминающей ячейки 8 подключен к выходу ключа 11, нход которого связан с выходом резистивной матрицы б. Первые входы блока элементов ИЛИ 9 связаны с выходами приемного регистра 3, а вторые - с соответствующими выходами временного распределителя 7. Тактовая шина 2 преобразователя соединена со входом БИУ 37, вторым входом (входом сброса) АЗЯ 8, входом установки в исходное положение временного распределителя 7 и первыми входами первого 13 и второго 14 дополнительных элементов ИЛИ, Первый выход ВМУ 15 17 подключен ко входу приема 18 кода К на приемный регистр 3, второй - к управляющему входу аналогового ключа 11, третий - к второму входу первого 13 и второго 14 дополнительных элементов ИЛИ, к основному входу (входу запуска) временного распределителя 7 и ко входу сброса 19 приемного регистра 3. Число двухнходовых элементов ИЛИ в блоке 9 равно числу аналоговых ключей в блоке 5, числу устройств умножения на постоянные коэффициенты в блоке 15 и совпадает с разрядностью и числовой части преобразуемого кода ХРассмотрим работу предлагаемого преобразователя в И -м цикле преобразонания, т, е. при ИТ,ЕЬН)Тб. Каждый цикл начинается с прихода очередного тактового импульса й на шину 2 и входного кода Х+ наи входную шину 1, Тактовый импульс сбрасывает в ноль АЗЯ 8, возвращает в исходное положение временной распределитель 7 через первый 13 и второй 14 дополнительные элемен ты ИЛИ, подключает к выходу аналогового переключателя 10 источник эталонного напряжения 4 и развлекает аналоговый ключ 12, а также запускает БМУ 17 (который может быть выполнен, 45 например, в виде последовательно включенных Э -триггеров, на сдвигаю щем регистре, линии задержки с отводами и др.),БИУ 17 формирует на своих трех выходныхшинах последовательность. 5 О сдвинутых во времени импульсов. Импульс на первом выходе БМУ 17 формируется через промежуток времени, достаточный для затухания переходных процессов сброса в АЗЯ 8 и поступает на вход 18 регистра 3. Этот импульс осуществляет прием входного кода Х+ на приемный регистр 3. Так как сигналы на выходных шинах временного распределителя 7 в это время отсутствуют, то сигналы с выхода регистра 3 через блоки 9 и 5 поступают на вход резистивной матрицы б, осу,ществляя преобразование входного кода Х в пропорциональное ему напряжение (или ток ). После затухания пе реходных процессов н преобразователе сигнал на втором выходе БИУ 17 открывает первый аналоговый ключ 11 на время, необходимое для запоминания результата преобразования "коданалог" н АЗЯ 8, после чего сигнал с третьего выхода БМУ 17 через вход 19 сбрасывает в ноль приемный регистр 3 через дополнительные элементы ИЛИ 13 и 14, подключает к выхо ду аналогового переключателя 10 АЗЯ 8 и замыкает второй аналоговый ключ 12, а также запускает временной распределитель 7. Временной распределитель 7 в моменты нремени1Формирует на своих в ходных шинах серию импульсов постоянноп амплитуды .с длительностями 7.:т, - , 1 =1, 2, у, обеспечивающих очередное последовательное но времени открывание ключеи блока 5 на промежутки времени с (1-номер ключа), в результате чего выходной сигнал АЗЯ 8 в блоке 15 последовательно но времени умножается на постоянные коэффициентыф;.Таким образом, на выходе усилителя 1 б получается импульс ступенчатой Формы, описываемый выражениями 1) и 12 ), параметры которого К.и Т можно менять в широких пределах за счет настройки блоков 15 и 7, Временной распределитель 7 может быть выполнен, например, в виде интегратора, на вход которого по сигналу с БМУ 17 подключается постояннй сигнал, а выход через нуль-органы (компараторы) подключен к выходным шинам распределителя 7. Меняя постоянный входной сигнал и пороговые сигналы компараторов, можно в широких пределах менять промежутки времени К; .Таким образом, предлагаемый преобразователь кода н импульсы ступенча".той формы обладает более простой схемой, по сравнению с известными более высокой точностью и более широкими функциональными возможностямиКоличество оборудования зависит от разрядности преобразуемого кода.Так, для десятиразрядного преобразователя, построенного на интегральных схемах общего применения, выигрыш в числе корпусов интегральных схем по сравнению с прототипом составляет 10-15 ь.Введение блока элементов ИЛИ 9,аналогового переключателя 10, аналогового ключа 11 и АЗЯ 8 позволяет использовать один и тот же блок аналоговых ключей 5 как для коммутации элементов резистивной матрицы б, так и для коммутации элементов блока 15 устройств умножения на постоянные коэффициенты, и в дна раза сократить число аналоговых ключеи н преобразователе.Применение блока 15 умножения на постоянные коэффициенты выполненногонапример, на операционных усилителях ) вместо дополнительной ре зистивной матрицы прототипа позволяет реализовать коэффициенты О любого знака и любой (в пределах технической возможности) величины, Использование выходного усилителя 16 позволяет исключить зависимости точности преобразователя от сопротивления нагрузки .Формула изобретенияПреобразователь кода в импульсы ступенчатой форьы, содержащий входную шину, тактовую шину, приемный регистр, первый вход которого подключен к входной шине, источник эталон". ного напряжения, блок аналоговых ключей, резистивную матрицу, разрядные входы которой соединены с .соответствующими выходами блока аналоговых ключей, и временной распределитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения преобразования, .в него введены аналоговая запоминающая ячейка, блок элементов ИЛИ, аналоговый переключатель, первый и второй аналоговые ключи, первый и второй дополнительные элементы ИЛИ, блок умножения на постоянные коэффициенты, выходной усилитель и блок местного управления, при этом выходы приемного регистра подключены к первым входам блока элементов ИЛИ, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами временного распределителя, а выхо,ды - с управляющими входами блока аиалоговых ключей, выходы которого соединены с соответствующими входамр блока умножения на постоянные коэффициенты, выход которого подключен к сигнальному входу второго аналогового ключа, выход которого соединен со входом выходного усилителя, сигнальные входы блока аналоговых ключей подключены к выходу аналогового переключателя, первый сигнальный вход которого соединен с выхо- О дом источника эталонного напряжения, а второй - с выходом аналоговой запоминающей ячейки, первый вход ксторой соединен с выходом первого аналогового ключа, вход которого под.1 ключен к выходу резистивной матрицы, причем тактовая шина соеди.нена со входом блока местного управления вторым входом аналоговой запоминающей ячейки, входом установки в исходное положение временного распределителя и первыми входами первого и второго дополнительных элементов ИЛИ, а первый выход блока местного управления подключен ко второму входуприемного регистра, второй выход - к управляющему входу первого аналогового ключа,третий выход - к третьему входу приемного регистра, к входу запуска временного распределителя и ко вторым вхбдам первого и второго дополнительных, элементов ИЛИ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе35 1. Клебанский Р.Б, Преобразователи кода в напряжение, М., "Энергия",1973, с.18-19.2. Авторское свидетельство СССР9 617831, кл. Н 03 К 13/02, 15,11.7640 (прототип) .974569Составитель А,ВойтовРедактор А.Долинич Техред А.Ач Корректор Н.КорольЗаказ 8734/77Тираж 959 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4