Цифроаналоговый преобразователь

) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТ 1Изобретение относится к цифровой измерительной и вычислительной техни" ке и может. быть использовано для преобразования цифровых величин.Известен цифроаналоговый преобразователь, содержащий регистр входно го цифрового кода, выход которого соединен со вторым входом ключевых элементов, выход источника опорного напряжения соединен с первым входом ключевых элементов, выход ключевых10 элементов соединен. со входом резис" тивного делителя напряжения, выход резистивного делителя напряжения соединен со входом операционного уси 15 лителя, выход операционного усилите" ля является выходом цифроаналогового преобразователя С 1.Недостатком данного цифроаналогового преобразователя является низкая ф точность преобразования, ограниченная точностью подгонки резисторов в резистивной матрице,Известен также цифроаналоговыйпреобразователь,. содержащий регистр,цифровой коммутор; блок ключевыхэлементов, блок эталонных величин,блок суммирования эталонных величин,блок выделения разности, блок управ-ления и первый блок свертки кодов,выход которого соединен с первымвходом цифрового коммутатора, выходкоторого подключен к первым входамблока ключевых элементов, вторыевходы которого соединены с выходомблока эталоннцх величин, выход блокаключевых элементов подклрчен к входублока суммирования эталонных величинвыход которого через блок выделенияразности соединен с первым входомблока управления, первый и второйвыходы блока управления соединенысоответственно суправляющими входамирегистра ицифрового коммутатора 2.Недостатком данного устройстваявляется ограниченная точность пре3 10052образования вследствие температурнойи временной нестабильности, возникающей в резистивном делителе. напряжения, который используется в блокеэталонных величин, 5Цель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигаетсятем, что в цифроаналоговый преобразователь, содержащий регистр, цифро- фвой коммутатор, блок ключевых элементов, блок эталонных величин, блок суммирования эталонных величин, блоквыделения разности,. блок управленияи первый блок свертки кодов, выход 15которого соединен с первым входомцифрового коммутатора, выход которого подключен к первым входам блокаключевых элементов, вторые входыкоторого соединены с выходом блока 20эталонных величин, выход блока ключевых элементов подключен к входублока суммирования эталонных величин, выход которого .через блок выделения разности соединен с .первым 25входом блока управления, первый ивторой выходы блока управления соединены соответственно с управляющимивходами регистра и цифрового коммутатора, введены два реверсивнцх счет- уцика, второй блок свертки кодов,третий счетчик, блок сравнения кодов,первый вход которого соединен с выходом регистра, второй вход с выходомтретьего счетчика, а выход - с вторымвходом блока управления, причем выход первого реверсивного счетчикаподключен к первому входу первого бло"ка свертки кодов, второй выход которого соеДинен с первым входом второго реверсивного счетчика, выход которого подключен к первому входу второго блока свертки кодов., выход ко"торого соединен с .вторым входом цифрового коммутатора, при этом третий,четвертый, пятый, шестой и седьмой .выходы блока управления соединенысоответственно со входом третьегосчетчика, входом первого реверсивного счетчика, вторым входом первогоблока свертки кода и вторым входомвторого блока свертки кода. На чертеже представлена функциональная схема устройства.Схема содержит вход 1 преобразователя, регистр 2, счетчик 3, блок сравнения кодов 4, блок эталонных величин 5, блок ключевых элементов 98 1Ь, блок суммирования эталонных величин 7, выход цифроаналогового преобразователя 8, блок выделения разности 9, цифровой коммутатор 10, первыйблок свертки кода 11, второй блоксвертки кода 12, первый реверсивныйсчетчик 13, второй реверсивный счетчик 14, блок управления 15. Вход 1 цифроаналогового преобразователя является информационным, через который на первый вход регистра 2 поступает цифровой код, Выход регистра 2 соединен с первым входом блока сравнения кодов 4, второй вход которого подключен к выходу счетчика 3. Выход блока 4 соединен со вторым входом блока управления 15. Выход первого реверсивного счетчика 13 подключен ко второму входу первого блока свертки кода 11, первый выход которого соединен с первым входом цифрового коммутатора 10. Второй выход блока 11 подключен к первому входу второго реверсивного счетчика 14, выход которого соединен с первым входом второго блока свертки кода 12, Выход блока 12 подключен к третьему входу цифрового коммутатора 1 О, Выход цифрового коммутатора 10 соединен с управляющими входами блока ключевых элементов 6, информационные входы которого подключены к выходу блока эталонных величин 5. Выход блока ключевых элементов 6 соединен со вхо. дом блока суммирования эталонных величин 7. Выход блока 7 является выходом 8 цифроаналогового преобразователя, на котором формируется результирующий аналоговый сигнал, Вход блока выделения разности 9 соединен с выходом блока суммирования эталонных величин 7, В процессе преобразоф вания блок выделения разности 9 производит сравнение предыдущего и последующего, аналоговых сигналов, формирующихся на выходе 8 цифроаналогового преобразователя, Выход блока 9является управляющим и соединен с, первым входом блока управления 15. Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой. выходы блока управления 15 соединены соответственно со вторцм входом регистра 2, .управляющим входом цифрового коммутатора 10, входом счетчика 3, входом первого реверсивного счетчика 13, вторым входом второго реверсивного счетчика 14, вторым входом первого298 6той кодовой комбинации. Если веса ,разрядов устройства суммирования эталонных величин 7 соответствует требуемым, то блок выделения разности 9 не зафиксирует разницы между аналоговыми эквивалентами развернутой и свернутой кодовых комбинации. По команде блока управления 15 производит". ся свертка кодовой комбинации, находящейся во втором реверсивном счетчике 14, ао втором блоке свертки 12, параллельно во времени, к еодержимо" му счетчика 3 прибавляется единица. Если все веса. разрядов блока соответствуют требуемым,.то аналогичные действия выполняются до тех пор, пока код, записанный в счетчике 3, не становится равен входному коду, находящемуся в регистре 2. Иомент равенства кодов эафиксируется блоком сравнения кодов 4, управляющий сигнал с выхода, которого поступает йа.вто-рой вход блока управления 15. По команде блока 15 с выхода 8 цифроаналогового преобразователя можно будет снимать результирующий аналоговый эквивалент входного кода,.При несоответствии весов .разрядов требуемым значением процесс преобразования будет происходить следующим образом.Пусть аес 1-го разряда не соответствует требуемому значению, На очередном шаге преобразования в первом. реверсивном счетчике 13 и , втором реверсивном счетчике 14 записываются кодовые комбинации, содержащие единицы а (1-1)-м и (1-2) разрядах. Ко-, довая комбинация, находящаяся .в первом реверсивном счетчике 1 Р, через блок 11, цифровой коммутатор 10 поступает на управляющие входы блока ключевых элементов 6, который осуществляет подачу аналоговых вели-" чин от блока 5 через информационные входы блока. 6 на блок суммирования эталонных величин 7. В результате на выходе 8 цифроаналогоюго преоб- разователя формируется аналоговый эквивалент кодовой комбинации, находящейся в первом реверсивном счет- .цике 13 и.втором реверсивном счетчике 14. По команде блока 1.5 в первом блоке свертки кодов И производится свертка кодовой комбинации, находящейся в первом реверсивном счетчике 13. Свернутая кодовая комбинация через блок 10 поступает на управляющие входы ключевых элементов 6, кото . 1005блока свертки кода 11 и вторым входом второго блока свертки кода 12.Блок 15 обеспечивает функционирование устройства.Цифроаналоговый преобразователь %работает в одном режиме, т.е. в ре-.жиме преобразования кодов с иррациональным основанием в. аналоговые сигналы,В процессе преобразования произ- аводится оперативный контроль линейности выходной характеристики, определяются величины отклонения весов разрядов от требуемых величин, производится их регистрация и коррекция. ИК кодам с, иррациональным основанием относятся р-.коды Фибоначчи.В кодах "золотой" р-пропорциилюбое действительное число у можетбыть представлено в виде 20е- вес 1-го разряда, ; 23По команде блока управления 15Рвходной код записывается в регистр 2.В следующий такт времени а младшиеразряды первого реверсивного счетчи- .ка 13 и второго реверсивного счетчи- зака 14 записывается по единице. Покоманде блока 15 кодовая комбинация,находящаяся в первом реверсивном счетчике 13, через устройство свертки кодов 11, цифровой. коммутатор10 подается на управляющие .входы ключевыхэлементов 6, которые осуществляют под.ключение аналоговых величин от блокаэталонных величин 5 через информационные входы ключевых элементов 6,ко входу блока суммирования эталонныхвеличин 7. В результате этого на выходе 8 цифроаналогового преобразователя сформируется аналоговый эквиаа 43лент кодовой комбинации, находящейся, в первом реверсивном счетчике 13. После этого по команде блока 15 будетосуществлена свертка кодовой комбина"ции, находящейся .в первом реверсивном. счетчике 13, в первом блоке сверткикодов 11. Свернутая кодовая комбинация через цифровой коммутатор 10 по".дается на управляющие входы ключевых элементов 6 и обеспечивает .подачучерез информационные входы блока 6аналоговых величин с блока 5 на блок фф7. В результате на выходе 8 цифроаналогового преобразователя сформируется аналоговый эквивалент сверну 10052989 зафиксирует перепад уровней аналогопреобразователя Формируется аналоговый эквивалент кодовой комбинации,находящейся во втором реверсивномсчетчике 14. Одновременно производится прибавление единицы к содержимомусчетчика 3, По команде блока 15 путем подачи через блок 11, цифровойкоммутатор 10 на управляющие входыключевых элементов 6, осуществляющихподключение аналоговых величин черезих информационные входы от блока 5к блоку 7, кодовой комбинации, содержащейся в первом реверсивном счет- Эчике 131 на выходе 8 цифроаналогового преобразователя сформируется аналоговый эквивалент кодовой комбинации,рые через информационные входы осуществляют подачу аналоговых величинот блока эталонных величин 5 на блоксуммирования эталонных величин 7. Навыходе 8 цифроаналогового преобразователя сформируется аналоговый эквивалент свернутой кодовой комбинации, находящейся в первом реверсивном счетчике 13. Так как вес 1-горазряда не соответствует требуемомузначению, то блок выделения разности вых эквивалентов развернутой и свернутой кодовых комбинаций и его знак, и выдает управляющий сигнал, который поступит на первый вход блока управления 15.Если знак расстройки положительный, т.е, вес 1-го разряда больше суммы весов (1-1) и (1-2)-го разряда, то по команде блока управления 15 к кодовой комбинации, содержащейся во втором реверсивном счетчике 14, добавляется единица. Полученная кодовая комбинация через блок 12, цифровой коммутатор 10 подается на управляющие входы ключевых элементов 6, которые через информационные входы осуществляют подачу аналоговых величин от блока эталонных величин 5 на блок суммирования эталонных величин 7. На выходе 8 цифроаналогового находящейся в блоке 13. Аналогичныедействия будут выполняться до техпор, пока блок выделения разности 9не прекращает фиксировать.разностьмежду уровнями аналоговых эквивалентов нескорректированной кодовой комбинации, находящейся в первом ревер" сивном счетчике 13 и скорректированной кодовой комбинации, находящейся во втором реверсивном счетчике 14, или пока блок сравнения кодов 4 не 1 гз зо выдает сигнал о равенстве кодов, находящихся в регистре 2 и счетчике 3. В первом случае кодовая комбинация, находящаяся в блоке 13, перепишется по команде блока 15 в блок 14, и процесс преобразования продолжается дальше.Во втором случае по команде блока 15 с выхода 8 цифроаналогового преобразователя снимается аналоговыйэквивалент скорректированной кодовой комбинации, находящейся во втором реверсивном счетчике 14, являющейся результатом преобразования "код-аналог",Если знак расстройки отрицательный, т.е, вес 1- го разряда меньше суммы весов (1-1)-го и (1-2)-го разрядов, то по команде блока управления 15 к содержимому первого реверсивного счетчика 13 добавляется единица.По команде блока управления 15 кодовая комбинация, находящаяся во второмреверсивном счетчике 14, через блок 12, цифровой коммутатор 10 подается на управляющие входы ключевых элементов 6, которые через информационные входы осуществляют подключение аналоговых величин от блока 5 к блоку 7.В результате на выходе 8 цифроаналогового преобразователя формируется аналоговый эквивалент кодовой комбинации, находящейся во втором реверсивном счетчике 14, По команде блока 15 кодовая комбинация, находящаяся в первом реверсивном счетчике 13,через блок 11, цифровой коммутатор 10 подается на управляющие входы ключевых элементов 6, которые осуще. ствляют подключение аналоговых величин от блока 5 к блоку суммирования эталонных величин 7, В результате на выходе Формируется аналоговый эквивалент кодовой комбинации, находящейсяв первом реверсивном счетчике 13.Аналогичные действия выполняются дотех пор, пока блок выделения разности 9 не прекращает .Фиксировать разность между уравнениями аналоговых эквиеалентов нескорректированной кодовой комбинации, находящейся во второмреверсивном счетчике 14 и скорректирдванной кодовой комбинации, находящейся в первом реверсивном счетчике13. Когда это произойдет по командеблока управления 15 к содержимомусчетчика 3 прибавляетсяединица, и9 10052 ется равенство кодов в регистре 2 и . счетчике 3, .с выхода блока сравнения кодов 1 поступает управляющий сигнална второй управляющий вход блока управления: 15. При этом на выходе . з 8 цифроаналогового преобразователя сформируется результирующий сигнал, являющийся аналоговым эквивалентом скорректированной: кодовой комбинации, находящейсяв первом реверсив- : 0 ном счетчике 13..В предлагаемом устройстве за счет цифровой коррекции точность преобра-, .зования "код-аналог" выше технологической точности элементов .блока эта лонных величин.Важным преимуществом предлагаемого устройства является то, что коррекция производится в процессе преобразования, что позволяет при экс" 2 ф . плуатации устройства значительно увеличить,его срок службы, улучшить точностные параметры.При изготовлении цифроаналоговых преобразователей в виде интегральных 2 з микросхем увеличйтся на этапепроизводства выпуск годной продукции.Предлагаемое устройство выгодно. отличается .от известных использующих коды с иррациональным основанием; Зр тем, что не требует для сопряжения:. с существующими средствами вычислительной техники преобразователей кодов, так как регистр 2 и счетчик3 могут быть выполнены для системы счисления с любым основанием. 98 10рого соединен с первым входом цифрового коммутатора, выход которого подключен к первым входам блока ключевых элементов, вторые входы которого соединены с выходом блока эталонных величин, выход блока ключевых эле-. ментов подключен к входу блока суммирования эталонных величин, выходкоторого. через блок выделения разнос-, ти соединен с первым входом блока управления, первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами реги- стра и цифрового коммутатора., о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него .введены два реверсивных счетчика, . второй блок свертки кодов, третий счетчик, блок сравнения кодов, первый,вход которого .соединен с выходом регистра, второй вход с выходом третьего счетчика, а выход - с вторым входом блока управления, причем выход первого реверсивного счетчика подключен к первому входу первого блока свертки кодов, второй выход которого соединен с первым входом второго реверсивного счетчика, выход которого подключен к первому входу второго блока свертки кодов, выход которого соединен с вторым входом цифрового коммутатора, при этом третий, чет-. вертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока управления соединены соответственно с входом третьего счетчика, входом первого реверсивного счетчика, вторым входом .первого блока свертки кода и вторым входом второго блока свертки кода.Формула изобретения Цифроаналоговый преобразователь, содержащий регистр, цифровой коммутатор, блок ключевых элементов, блок эталонных величин, блок суммирования эталонных величин, блок выделения разности, блок управления и первый блок свертки кодов, выход. кото 46Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРь 474933 кл, Н 03 К 13/02,09.08.73.2., Авторское свидетельство СССРпо заявке Ь 2853223, кл. Н 03 К 13/02,17. 12. 79 (прототип),1005298 Составитель А.Симагинедактор А. Долинич Техред Т.Маточка ректор Н; Король Под омитета СССР открытий шская наб., 1924/76 Тираж 934 8 НИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Т, Рау