Аналого-цифровой функциональный преобразователь

О П И С А Н И Е ( )4885ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл. Н 03 К 13/02 с присоединением заявкиГоаударствеииый комитет СССРОпубликовано 15,07.80. Бюллетень26 во делам изобретений и открытийДата опубликования описания 18,07,80(2) Авторы изобретения С. П. Орлов Куйбышевский политехнический институт им. В. В. КуйбышеваИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для получения тригонометрических функций от аргументов, представляемых напряжениями.5Известен синусно-косинусный функциональный преобразователь, содержащий преобразователи напряжение-код и коднапряжение, регистр, счетчик-регистр и генератор гармонических колебаний, соединенный через первый ключ со входом преобразователя напряжение-код и с первым входом блока сравнения, выход преобразователя код-напряжение через другой ключ соединен с первым входом блока сравнения, выход которого через четвертый ключ, триггер и логический элемент И подключен ко входу счетчика- регистра, соединенного своими выходами через блок переключателей со входами преобразователя код-напряжение и вхо- дами регистра 1 .Недостатком этого преобразователя является сложность конструкции и невозможность воспроизведения тангенсной и котангенсной функции. Кроме того, использование генератора гармонических, колебаний с ударным возбуждением не позволяет производить функциональное преобразование сигналов с синусоидальной несущей переменной частоты.Известен также аналого-цифровой преобразователь, содержащий три источника входных сигналов, первый выход первого из которых соединен с первым входом генератора управляющих импульсов, выходом соединенного с одним входом линейного импульсного делителя, другой вход которого соединен с выходом второго источника входного сигнала, сумматор, одним входом соединенный с выходом линейного импульсного делителя, другим входом с выходом третьего источника входного сигнала и выходом с входом генератора счетных импульсов, который выходами соединен со счетными входами реверсивного счетчика, и цифровое управляемое сопротивление, первым выводом соединенное со вторым входом генератора управляющих импульсов, вто-, рым выводом - совторым вхоЫок 1 пер вого источника входного сигнала и управляющими входами с выходами реверсивного счетчика 12.Недостатком известного преобразователя является зависимость выходного сигнала от частоты синусоидального напряжения первого источника входного сигнала, что приводит к значительной погрешности и снижает быстродействие уст ройства. 10 50 Целью изобретения является повышение точности и быстродействия. преобразователя,Поставленная цель достигается тем,что в аналого-цифровой функциональныйпреобразователь, содержащий три источника входных сигналов, первый выходпервого из которых соединен с первымвходом генератора управляющих импульсов, выходом соединенного с первымвходом линейного импульсного"делйтеля, 25второй вход которого соединен с выходомвторого источника входного сигнала,сумматор, одним входом соединенный свыходом линейного импульсного делителя, другим входом - с выходом третьего источника входного сигнала и выходомс входом генератора счетных импульсов,который выходами соединен со счетными.входами реверсивного счетчика, и блокцифрового управляемого сопротивления,первым выходом соединенное со вторымвходом генератора управляющих импульсов, вторым выводом - со вторым выходомпервого источника входного сигнала иуправляющими входами - с выходами ре 40версивного счетчика, введены блок цифровой управляемой емкости, формирова тель импульсов, повторитель напряжения,счетчик импульсов, регистр, генераторимпульсов, два логических элемента И45и элемент сброса, причем блок цифровойуправляемой емкости, выполнен в видеконденсаторов, одними обкладками сое"дййенных с выходом первого источникавходного сигнала и первым входом генератора управляющих импульсов ивторыми обкладками - с выходами двухпсзиционных ключей, первые входы которых соединены с входом повторителянапряжения и первым выводом блока55цифрового управляемого сопротивлении,вторые входы ключей - с выходом повторителя напряжении, и управляющиевходы ключей соединены с выходами регистра, а формирователь импульсов входом соединен с первым выходом первого источника входного сигнала и выходомс управляющими входами двух логических элементов И, выход генератора импульсов через первый логический элемент И соединен с входом счетчика импульсов и через второй логический элемент И- с установочными входами регистра, кодовые входы которого соединены с выходами счетчика импульсов.Это позволяет обеспечить независимость выходного сигнала преобразователя от изменения частоты синусоидального входного напряжения,а также повысить быстродействие.На фиг, 1 приведена блок-схема аналого-цифрового функционального преобразователя; на фиг. 2 - временная диаграмма работы при изменяющейся частоте входного сигнала.Преобразователь содержит первый, второй и третий источники входных сигналов 1,2 и 3, блок 4 цифрового управляемого сопротивления и блок 5 цифровой управляемой емкости , которая состоит из двухпозиционных ключей 6 - 6 и конденсаторов 7 - 7, , подключенных к выходу источника 1, первому входу генератора управляющих импульсов 8 и входу формирователя 9 импульсов. Первые входы ключей 6 - 6, подключены ко входу повторителя напряжения 10, а вторые входы этих ключей - ко входу повторителя напряжения 10. Источник 3 подключен к выходу линейного импульсного делителя 11, источник 2 подключен к входу сумматора 12, выход которого через генератор 13 счетных импульсов связан со.счетными входами реверсивно-.го счетчика 14, управдяющего цифровым управляемым сопротивлением 4. Формирователь 9 управляет логическими элементами 15 и 16 И. Через логический элемент 15 И импульсы от генератора 17 импульсов поступают на установочные входы регистра 18, а через логический элемент 16 И импульсы генератора 17 поступают на вход счетчика 19 импульсов. Вход элемента 20 сброса счетчика 19 импульсов соединен с выходом формирователя 9 импульсов.На временной диаграмме приняты следующие обозначения11 - напряжение источника 11входного синусоидального сигнала;Ц - напряжение на выходе формирователя 9 импульсов;7 748857Если генератор управляющих импуль- нсов 8 вырабатывает импульсы, длнтель- вЧГ/2 - Рностькоторых равна,то в23 Гпреобразователь воспроизводит следую- гшие функции5 4 х Оф" 2 О К К Ой=" К с 42 ОУправление блока 5 цифровой управляемой емкости происходит путем подключения конденсаторов к цифровомууправляемому сопротивлению 4 в соот 15ветствии с кодом р. При этом остальные конденсаторы подключены к выходуповторителя 10 напряжения, В.результате напряжение на этих конденсаторахравно напряжению на конденсаторах, под 20ключенных к блоку 4 цифрового управляемого сопротивления. При изменении частоты"Ю происходит коммутаций конденсаторов. Вследствии равенства напряжений на них переходные процессы, обусловленные перераспределением зарядов,имеют гораздо меньшую длительность.В предлагаемом аналого-цифровомфункциональном преобразователе погрешность от изменения частоты сведенадо значений 0,01-0,1%, определяемыхразностью цифровой управляемой емкости.Такой аналого-цифровой преобразовательможет применяться для функциональнойамплитудной модуляции синусоидальногоЗ 5напряжения, а также для вычислениятригонометрических функций, например,при определении траекторий,4 О Формула изобретенияАналого-цифровой функциональный преобразователь содержащий три источника входных сигналов, первый выход первого из которых соединен с первым входом генератора управляющих импульсов, выходом соединенного с первым входом линейного импульсного делителя, второй вход которого соединен с выходом второго источника входного сигнала, сумматор, одним входом соединенный с выходом ли 8ейного импульсного делителя, другимходом - с выходом третьего источникаходного сигнала и выходом - с входоменератора счетных импульсов, которыйыходами соединен со счетнымивходами реверсивного счетчика и цифровое управляемое сопротивление, первымвыходом соединенное со вторым входомгенератора управляющих импульсов, вторым выводом - со вторым выходом первого источника входного сигнала и управляющими входами - с выходами реверсивного счетчика, о т л и ч а к щ и й с ятем, что, с целью повышения точности ибыстродействия преобразователя, в неговведены блок цифровой управляемой емкости, формирователь импульсов, повторитель напряжения, счетчик импульсов,регистр, генератор импульсов, два логических элемента И и элемент сброса,причем блок цифровой управляемойемкости выполнен в виде конденсаторов,одними обкладками соединенных с выходомпервого источника входного сигнала ипервым входом генератора управляющихимпульсов и вторыми обкладками - свыходами двухпозиционных ключей, первые входы которых соединены с входомповторителя напряжения и первымвыводом блока цифрового управляемогосопротивления, вторые входы ключей -с выходом повторителя напряжения иуправляющие входы ключей соединены свыходами регистра, я формирователь имопульсов входом соединен с первым выходом первого источника входного сигнала и выходом - с управляющими входами двух логических элементов И . Выход генератора импульсов через первыйлогический элемент И соединен с входомсчетчика импульсов и через второй логический элемент И - с установочнымивходами регистра, кодовые входы которого соединены с выходами счетчика импульсов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР400019, кл. Н 03 К 13/02, 1970.2. Авторское свидетельство СССР443477, кл, Н 03 К 13/02, 1973,