Устройство для преобразования кода в постоянный сигнал

(50 4 Н 03 М 1 66 О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:Й АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Новосибирский электротехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.Его использование в измерительных ипреобразовательных приборах обеспечивает повьппение точности преобразованияУстройство содержит генератор импульсов, два формирователяширотно-импульсных сигналов, блокстабилизации амплитудсумматор ифильтр нижних частот. Введение цифроаналогового преобразователя и выполнение блока стабилизации амплитудна мультиплексорах и источнике эталонного напряжения позволяет уменьшить погрешность преобразования.2 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в измерительных и преобразовательных приборах и системах.Цель изобретения - повьппение точности преобразования путем исключения динамической погрешности.На фиг,1 представлена блок-схема устройства для преобразования кода в постоянный сигнал для случая,когда число формируемых последовательностей широтно-импульсных сигналов кратно основанию а системы счисления преобразуемого кода 1 на Фиг,2 - пример выполнения первого и второго Формирователей широтно-импульсных сигналов на Фиг.З - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство для преобразования кода в постоянный сигнал соцержит генератор 1 импульсов, первый 2 и второй 3 формирователи широтно.-импульсных сигналов (ШИС), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, блок 5 стабилизации амплитуд, включающий в себя ш мультиплексоров 6 и источник 7 эталонного напряжения, сумматор 8, фильтр 9 нижних частот, информационные входы 10 и 11 соответственно старших и младших разрядов входного кода, вход 12 пуска, выход 13, шину 14 нулевого потенциала.Генератор 1 вырабатывает импульсы образцовой частоты тю .Формирователь 2 формирует временные параметры первой ступени ш последовательностей ШИС: длительность импульса , пропорциональную значению К старших разрядов преобразуемого кода, пеРиод следования импульсов Т, равный а /Г сдвиг последовательностей друг относительно друга на величину Т/ш, где ш = а.Формирователь 3 Формирует временные параметры второй ступени т последовательностей ШИС: длитель-. ность импульса Ь, = Т/ш, период Т, Фазовый сдвиг последовательностей друг относительно друга на ьеличину Т/ш и Фазовый сдвиг второй ступени относительно первой на величи- НУ Т 1 оДля случая а=2 (двоичная система счисления) К=4 первый Формирователь 2 ШИС (фиг,2) может быть выполнен на преобразователе 15 входного кода в код числа единиц и коль 5 10 15 20 25 30 35 40 45 цевом регистре 16, Второй Формирователь 3 ШИС (фиг.2) может быть выполнен на дешифраторе 17 и кольцевом регистре 18, идентичном регистру 16 первого формирователя 2.Двоичный код преобразуется преобразователем 15 в соответствующее число единиц (илн нулей), а дешифратором 17 - в единичный позиционный код. Например, для кода 0110 - (б) на выходах с 1 по б преобразователя 15, а также на выходе 7 дешифратора 17 установится логическая единица (нуль), а на остальных выходах преобразователя 15 и дешифратора 1 - нули (единицы). По сигналу "Запись", поступающему на входы разрешения записи информации обоих регистров 16 и 18, соответствующие коды переписываются в них. Далее по импульсам образцовой частоты, поступающим одовременно на тактовые входы С регистров 16 и 18, осуществляется синхронный сдвиг записанной информации. Поскольку оба регистра 16 и 18 являются 16-ти разрядными, период последовательностей импульсных сигналов на каждом выходе регист ров 16 и 18 оказывается равным Т =16/Е . Так как регистр 16 сдвигает по кольцу число единиц (или нулей), соответствующих входному коду, то на .каждом иэ его выходов длительность , импульса ШИС равна (а,2 + + а 2 + а, 22 + а 2)/Г или 1/Йю1 Т/т, т.е. пропорциональна значению К старших разрядов преобразуемого кода, где ао а а 2 а равны "0" или "1". Так как регистр 18 сдвигает только одну единицу (или нуль), то длительность импульса ШИС на каждом его выходе равна 1/Го, а местоположение его относительно импульса на одноименном выходе регистра 16 определенно и задается входным кодом, Например, такое расположение импульсов показано на Фиг,З (а,б, в, г) для ш = 4. Временной сдвиг (р между ступе" нями импульсов может быть любым (Фиг.ч), при этом суммирование ш сдвинутых последовательностей двухступенчатых ШИС дает постоянное на" пряжение Ч (Фиг.З). Однако, в случае 0 = 0 требуется введение опе рации аналогового суммирования напряжений 7, и Е перед суммированием ш последовательностей ШИС, а в, тслучае= 1 - необходимо слежениес шза временным сдвигом ступеней в зависимости от кода старших разрядов. Поэтому для упрощения операции фор мирования двухступенчатых импульсов в каждой последовательности ШИС следует задать такой временной сдвиг ступеней, который исключал бы необходимость слежения за входным кодом при формировании ступени импульса с фиксированной длительностью ( 1 Я или Т/ш). Условие выполнимо, если временной сдвиг задать постояннымТ 15 и равным (ш) в . Поскольку длительшность первой ступени не может бытьТболее (ш) в , то наложение ступеней друг на друга при указанном сдвиге невозможно.Таким образом, упрощается операция формирования импульсов второй ступени. Для этого в формирователе 3 (фиг.2) следует исключить дешифратор 17, а на вход й 16 регистра 18 постоянно подать логический уровень, инверсный логическому уровню, постоянно поданному на остальные 15 информационных входов регистра 18. В 30 остальном работа формирователей 2 и 3 в этом случае не отличается от рассмотренной.Каждый из мультиплексоров 6.1, ,6.ш блока 5 выполняет функцию З 5 стабилизации амплитуды двухступенчатых импульсов. При логическом нуле на адресных входах мультиплексора 6 с его первого входа на выход передается нулевой потенциал. Если уп равляющий сигнал поступил с выхода формирователя 2, то с третьего входа мультиплексора 6 на его выход передается выходное напряжение Е источника 7. Если в активном состоянии соответствующий выход формирователя 3, то на выход мультиплексора 6 с его второго входа передается напряжение Ч с выхода ЦАП 4.Таким образом, на выходе каждого 50 мультиплексора 6 образуется ШИС со стабильной амплитудой каждой ступени импульса.Сумматор 8 и фильтр 9 нижних частот суммируют и усредняют ш последо вательностей ШИС и могут быть выполнены единым узлом, представляющим собой, например, суммирующе-интегрирующий операционный усилитель с пре. цизионными резисторами.Устройство для преобразования кода в г 1 остоянный сигнал работает следующим образом.По импульсу записи, поступающему на вхоц 12 устройства, код К старших разрядов и-разрядного кода, установленного к этому моменту времени на входах 10, записывается в формирователи 2 и 3 последовательностей ШИС. Одновременно код и-Е младших разрядов и-разрядного кода, установленного на входах 11, записывается в ЦАП 4. Формирователь 2 совместно с генератором 1 формируют ш последовательностей управляющих ШИС, в каждой из которых период следования Т равен ш/Г, а длительность С импульса пропорциональна значению К старших разрядов кода, при этом последовательности сдвинуты одна относительно другой на величину Т/ш, т.е. на 1/Го. Формирователь 3 совместно с генератором 1 формирует ш последовательностей управляющих ШИС, в каждой из которых период Т и длительность й, импульса постоянны и равны, соответственно ш/Е и Т/ш (или 1 И ), при этом последовательности сдвинуты друг относительно друга на ту же величину Т/ш (т.е.1/Й ). Кроме того, импульсы в последовательностях с выходов формирователя 3 сдвинуты относительно импульсов в последовательностях с одноименных выходов формирователя 2 на величину, зависящую от входного кода, т,е. на с, или на постоянное,Твремя, равное (ш) в , т.е. (ш)/Ю это зависит от принятого способа формирования второй ступени импульса ШИС.Управляющие ШИС с одноименных выходов формирователей 2 и 3 поступают на адресные входы соответствующих мультиплексоров 6. 16.ш блока 5, на выходе каждого иэ которых образуется последовательность ШИС с импульсами двухступенчатой формы и периодом следования Т. При этом амплитуды первой и второй ступеней импульса становятся, соответственно, равными Е и Ч, т.е, выходным напряжениям, соответственно, источника 7 и ЦАП 4. Следовательно, среднее за период Т значение каждого ШИС+Е - ,-Е - Е - ЕоТ ош оТ 6 ЯФ Е- Я, т.е. пропорционально преобразуемому коду Я.Каждая последовательность ШИС с 5 выхода мультиплексоров суммируется блоком 8 с коэффициентом Я . При строгом равенстве ЯБ, =щЯ, Б (идеальный сумматор) выходное напряжение сумматора 8 будет 20 равно ЪНЧЕ БЕ - щ ЯшЕ -2 Ц -1 6 Я 6 Я 25 и не будет иметь импульсной составляющей, Поскольку в реальном сумматоре БЯ (1+8), то суммарное напряжение Ч (фиг.3 у) при этом будет иметь и импульсную составляющую, амплитуда импульсов которой зависит от разброса значений М И Д3 : Ч - БшЕо ф БшЕд 7:. 3Л %р о М,6 БЛ)35 где й" " приведенная погрешностькоэффициента суммирования3-й последовательности.Отсюда следует, что при 5,о, не превышающей заданной величины о 4 О) амплитуда импульсной составляющей суммарного сигнала (фиг.3 ) не пре" вышает величины гоЕТаким образом, обеспечивается повьппение точности преобразования. Формула из обретения1. Устройство для преобразования ,кода в постоянный сигнал, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входами синхронизации первого и второго формирователей широтно-импульсных сигналов, информационные входы которых соответственно 55 объединены и являются входами старших разрядов устройства, входы записи формирователей широтно-импульс. 5 1275774ных сигналов объединены и являются входом "Пуск" устройства, блок стабилизации амплитуд, сумматор, выход которого через фильтр нижних частот подключен к выходу устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности преобразования путем исключения динамической погрешности, в него введен цифроаналоговый преобразователь, блок стабилизации амплитуд содержит источник эталонного напряжения, шину нулевого потенциала и мультиплексоры, первые и вторые информационные входы которых соответственно объединены и подключены к шине нулевого потенциала и выходу цифроаналогового преобразователя, выход источника эталонного напряжения подключен к третьим информационным входам мультиплексоров и аналоговому входу цифроаналогового преобразователя, информационные входы которого являются входами младших разрядов устройства, вход записи цифроаналогового преобразователя подключен к входу "Пуск" устройства, выходы первого и второго формирователей широтно-импульсных сигналов подключены соответственно к первым и вторым адресным входам одноименных мультиплексоров, выходы которых соединены с соотвепствующими входами сумматора.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что первый формирователь широтно-импульсных сигналов выполчен на кольцевом регистре и преобразователе входного кода в код числа единиц, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам кольцевого регистра, входы преобразователя входного кода в код числа единиц являются соответствующими информационными входами первого формирователя широт" но-импульсных сигналов, вход синхронизации и вход разрешения записи кольцевого регистра являются входами соответственно синхронизации и записи первого формирователя широтно- импульсных сигналов, выходы кольцевого регистра являются соответствующими выходами первого формирователя широтно-импульсных сигналов.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй Фформирователь широтно-импульсных сигналов выполнен на кольцевом ре 1275774,.шифратора являются соответствующимиинформационными входами второго формирователя широтно-импульсных сигналов, вход синхронизации и вход разрешения записи кольцевого регистраявляются входами соответственно синхронизации и записи второго формирователя широтно-импульсных сигналов,выходы кольцевого регистра являются соответствующими выходамивторого формирователя широтно-импульсных сигналов.1275774 Шандор едак дписноеа СССРи аб,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,роектная Заказ 6581/57 ВНИИПИ по 113035Составитель О. Ревинский Техред Л.олейник Корректор Е. Рошк Тираж 816Государственного комит елам изобретений и отк Москва, Ж, Раушская