Программно-управляемый фунциональный преобразователь

Союз СоветскихСоциалистическихреспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(23) Приорите в делан наабратеннй Опубликован о 05,02.80. Бюллкования описания нь % 5 3) УДК 681,335 (088.8) атно ьгтн Дата о 2.80. А, Тер-Авакяг Заявител 4) ПРОГРАММНО - УПРАВЛЯЕМЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ое быстро еет невыс точност ек е. ьИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно, кфункциональным преобразователям цифровогокода в аналоговую величину.Известен функциональный преобразователь,содержащий приемный регистр, селектор поляности, селектор тока, схему управления задержки,. схему сравнения, двоичный счетчики источник постоянного тока г 1. Однакоэтот преобразователь имеет низкую точностьпреобразования,Наиболее близким техническим решениемк данному изобретению, является программноуправляемый функциональный преобразователкоторый содержит приемный регистр, входкоторого является первым входом преобраэователя, а выход соединен с первым входомблока формирователей сигналов диапазоновпреобразуемого кода, подсоединенного вторывходом ко второму входу преобразователя,и блок генераторов тока с подключенным кнему блоком преобразователей тока в напряжение, выход которого является выходом пробразователя 21. Однако эгот преобразоватеГ удействие.Целью данного изобретения является новы. шение точности и быстродействия преобразователя. Это достигается тем, что преобразователь содержит блок регистров кодов опорных то. чек, блок регистров разностей кодов соседних опорных точек, блок регистров кодов наклонов аппроксимированных участков и регистр амплитуды, входы которых являются соответственно третьим, четвертым, пятым и шестым входами преобразователя, первый и вгорой блоки ключей, сумматор, преобразовагель кода в напря ние, первый и второй блоки диодных переключателей и дополнительный блок г ераторов тока, выход которого через дополнитель.ный блок преобразователей тока в напряжениеподключен к первому входу первого блокадиодных переключателей, подсоединенноговторым входом и выходом соответственно квыходу первого блока ключей и ко входублока генераторов тока, три входа первогоблока ключей соединены соответственно с вы.ходом блока регистров разностей кодов сосед714427 3них опорных точек, с выходом блока форми. рователей сигналов диапазонов преобразуемого, кода и с выходом сумматора, входы которого подключены к выходу приемного регистра и к выходу второго блока ключей, первый5 вход второго блока ключей подсоединен к выходу блока формирователей сигналов диапазойов преобразуемого кода, подключенного третьим входом к выходу блока регистров кодов опорных точек и ко второму входу 10 второго блока ключей, выход регистра ампли. туды подключен через преобразователь кода в напряжение к первому входу второго блока диодных переключателей, второй вход и выход которого подсоединены соответственно к вы ходу блока регистров кодов наклонов аппроксимированных участков и ко входу дополнительного блока генераторов тока.На фит. 1 приведена структурная схема программно. управляемого функционального преобразователя; на фиг. 2 приведена функцио иальная схема формирования сигнала одного диапазона преобразуемого кода; на фиг. 3 приведена функциональная схема первого блока ключей; на фиг. 4 приведена функциональная 25 схема второго блока ключей; на фиг, 5 приведена принципиальная схема диодных переключателей генератора тока и преобразователя тока в напряжение; на фиг. 6 показана кривая зависимости выходнои аналоговой величины зр от преобразуемого кода с разными наклонами. участков аппроксимации.Программно-управляемый функциональный преобразователь содержит приемный регистр 1, блок 2 регистров кодов опорных точек, блок 3 регистров разностей кодов соседнйх опорных точек, блок 4 регистров кодов наклонов, аппроксимированных у Мстков; регистр 5 амплитуды, блок 6 формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, сумматор 7, вто рой блок Я ключей, первый блок 9 ключей, второй блок 10 диодных переключателей, дополнительный блок 11 генераторов тока, дополнительный блок 12 преобразователей тока в напряжение, первый блок 13 диодных пефеключртелей, пуеобразователь 14 кода внапряжение, блок 15 генераторов тока и блок 16 преобразователей тока в напряжение, Блок 2 регистров кодов опорных точек содержит регистры 17. Блок 6 формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода,содержит формирователи 18, Второй блок 8 ключей содержит элемент 19.ИЛИ и элементы 20 И. Первый 5 лок 9 ключей содержит элементы 21 ИЛИ, элементы 22 И, элементы 23 И и элементы 24 ИЛИ - НЕ, Блок 3 регистров разностей кодов соседних опорных точек содержит регистры 25, Первый блок 10 диодных переключателей содержит диодные переключатели 26, Блох 15 генераторов тока содержит преобразователи код-ток 27. Формирователи 18 содержат элемент 28 И, элемент29 ИЛИ, элемент 30 НЕ и схемы 31 сравнения.Программно. управляемый функциональныйпреобразователь работает следующим образом.В начале работы преобразователь устанавливается в исходное состояние, Лля этого определя.ются исходные величины, которыми являютсядвоичные коды, соответствующие: точкамаппроксимации выходной аналоговой кривой;разностям кодов соседних опорных точекаппроксимации; наклонам аппроксимированныхучастков; реальному масштабу (амплитуде)выходной аналоговой величины.Для определенно исходных величин анализируется кривая зависимости выходной аналого.,вой величины от преобразуемого двоичного кода,например, на фиг. б, где кодам точек аппрок.симации соответствуют координаты Х 1, ХгХэ и тд., разностям кодов соседних точекаппроксимации - (Х, - О), (Х, - Х, ), (Х, - Х, )и т.д. Наклоны аппроксимированных участковопределяются соотношениями У,/Х, (Уг - У 1) I/(Хг - Х 1 ) 1 и т.д. Код амплитуды выходнойаналоговой величины определяется отношениемкода, соответствующего максимальной амплитуде, к величине, представляющей отношениемаксимальной амплитуды к требуемой амплитуде,При установлении преобразователя в исходное состояние в регистрах 17 блока 2 записываются коды, соответствующие точкам аппрок.симации, в регистрах 25 блока 3 - разностикодов соседних точек аппроксимации, в соот-ветствующих регистрах блока 4 - коды наклонов аппроксимированных участков, а. в регистре 5 - код амплитуды (масштаба) выходнойаналоговой величины.Преобразуемый код поступает на вход приемного регистра 1 и с его выхода передаетсяна входы сумматора 7 и блока 6, в которомсравнивается с кодами регистров 17 блока 2,определяется ближайшая к нему в большуюсторону точка аппроксимации и формируетсясигнал на соответствующем выходе блока 6.Для этого в формирователях 18 блока 6 происходит параллельное сравнение кода приемногорегистра 1 с кодами регистров 17 блока 2,начиная с кода первой точки аппроксимации,причем вход 32 первого формирователя 18соединен с логическим нулем, Сравнение кодовлриемного регистра 1 н данного регистра 17блока 2 происходит нораэрядно, начиная состаршего разряда. Разряды сравниваются в схеФмах сравнения 31. При равенстве кодов данного старшего разряда, т.е. при неопределенности результата сравнения, 1" формируется на714427обоих выходах 33 и 34 схемы сравнения 31, мого кода, на остальных выходах которого -С выхода 34 "Т" поступает на вход элемен., "О",та И 28, а с выхода 33 - на разрешающий Сигнал с выхода блока 6 поступает на совход 35 последующей схемы 31 сравнения, в ответствующий вход блока 8 ключей (фиг. 3)которой происходит сравнение кодов следую и разрешает передачу кода предыдущей точкищего Разряда, Так продолжается до появления аппроксимации, который с выхода блока 8первого неравенства кодов очередного сравни- поступает на вход сумматора 7 и в нем вычиваемого разряда. Наличие "Т" в этом разряде тается из преобразуемого кода, поступающегоприемного регистра Т и "О" в том же разряде на другой вход сумматора 7 с выхода прием.регистра 17 свидетельствует о том, что код 10 ного регистра Г. Полученная Разность с выхоприемного регистра Т больше кода регистра.17. да сумматора 7 поступает на вход блока 9При этом образуется "О" на обоих выходах ключей.33 и 34 схемы 31 сравнения этого разряда, Сигнал с выхода блока 6 поступает такжеВследствие этого формируется "О" на обоих на соответствующий вход блока 9 (фиг, 4),выходах 36 и 37 данного формирователя 18. 5 чем обеспечивается разрешение выдачи на ин.С выхода 36 формирователя 18 "О" передается формационные входы 38 соответствующих дина соответствующий выход блока 6, свйдетель- одных переключателей 26 (фиг. 5) блока 10ствуя об отсутствии сигнала на этом выходе, разностей кодов предыдущих смежных точека свыхода 37 поступает на вход 32 следующе аппроксимации (относительно преобразуемогого формирователя 18 и разрешает в нем срав-, 20 кода) с выходов регистров 25 блока 3 и раз.пение кода приемного регистра 1 с кодом еле- ности преобразуемого кода и кода предыдущейдующего регистра 17, Так продолжается до смежной точки с выхода сумматора 7 (Хпоявления неравенства, при котором имеется Хг - Хг, Х-Хг на фиг. 6)."О" в сравниваемом разряде приемного ре. Передача кодов на остальные информацион.гистра Т и "Т" в том же разряде регистра 17, 25 ные входы блока 10 запрещается, вследствиет.е. условия, что код приемного регистра Т чего на них поступают "нули",меньше кода регистра 17, При этом возникает На Управляющие входы 39 диодных переклю."О" на выходе 33 и "Г" на выходе 34 схем чателей 26 блока 10 с выходов блока 1231 сравнения как этого, так и всех последую- поступают соответствующие кодам регистровщих разрядов данного формирователя 18, 30 блока 4 напряжения, определяющие наклоныучастков аппроксимации выходной аналоговойТаким образом, как при равенстве кодовкривой, Уровни сигналов, соответствующиевсех разрядов приемного регистра 1 и данногокоду Х, в нервом диодном переключателе 26регистра 17, так и когда код приемного ре.гистра Г меньше кода данного регистра 17,на выходах 34 всех схем 31 сравнения дМО Р щ му апр е ию (определяе ому кого формирователя 18 формируются "1",.ко дом Регистра блока 4) коэффициент и передаторые поступают на входы элемента. 28 И и ются на входы первого преобразователя код.) ток 27, в котором преобразуются в ток, соотна его выходе создают Г, которая поступаетЪи выход 36 а также че еэ элемент 29 ИЛИ ветствующий коду Х, умноженному на указанна выход 37 данного формирователя 18, Сный коэффициент. Этот ток с выхода первогопреобразователя код-ток 27 поступает на соотвыхода 37 "Г" поступает иа вход 32 следуюветствующий вход блока 16 й переводит рабощего формирователя 18, точнее - на входэлемента 29 ИЛИ, и обеспечивает Г иа выхочую точку (напряжение на выходе блока 16)де и на входе элемента , вслед 37 О28 Ив Уг, Таким же образом код Хг -Х, создает45 на выходе второго преобразователя код-токствие чего на выходе 36 формирователя 1827 блока 15 ток, который поступает на входформируется "О". Аналогично, "1" с выходаблока 16 и, суммируясь с его током, нерево 37 каждого следующего формирователя 18дит рабочую точку с Уг в Уг, Аналогично,поступает на входы 32 последующих формирокод Х - Хг переводит рабочую точку с Уг в У,вателей 18 и формирует "О" на его выходах36 и "1" .на выходах 37,50 Масштаб выходной аналоговой кривой определяется кодом регистра 5, вследствие того, чтоТаким образом, "Г". формируется на выходенапряжения на выходах блока 12, соответствуютолько одного формирователя 18, а именно,щие кодам регисгров блока 4, умножаютсятого, который связан с регистром 17, содержаописанным выше образом на коэффициент,щим код ближайшей в большую сторону отно 55 определяемый кодом регистра 5,сительно кода приемного регистра Г (или рав.ной ему) точки аппроксимации. Эта "1" посту. Формуляра изобретенияпает на соответствующий выход блока 6 фор- . Программно-управляемый функциональныймирователей сигналов диапазонов преобразуе. преобразователь, содержащий приемный регистр,7144278первого блока ключей соединены соответствен.но с выходом блока регистров разностей кодовсоседних опорных точек, с выходом блокаформирователей сигналов диапазонов преобра.зуемого кода и с выходом сумматора, входыкоторого подключены к выходу приемногорегистра и к выходу второго блока ключей,первый вход второго блока ключей подсоединен к выходу блока формирователей сигналов10 диапазонов преобразуемого кода, подключенного третьим входом-к выходу блока регистровкодов опорных точек и ко второму "входувторого блока ключей, выход регистра амплитуды подключен через преобразователь кода внапряжение к первому входу второго блокадиодных переключателей, второйвход и выходкоторого подсоединены соответственно к выходу блока регистров кодов наклонов аппроксимированных участков и ко входу дополнитель.20 ного блока генераторов тока,вход которого является первым входом пре.образователя, а выход соединен с первым входом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, подсоединенного вторым входом ко второму входу преобразователя, и блок генераторов тока с подключеннымк нему блоком преобразователей тока в напряжение; выход которого является вькодом преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродей.ствия преобразователя, он овдержиг блок регистров кодов опорных точек, блок регистров разностей кодов соседних опорных точек, блокрегистров кодов наклонов аппроксимированныв участков и регистр "ампййтудм, входы "которых являются соответственно третьим, четвертым,пятым и шестым входами преобразователя, первый и второй блоки ключей; сумматор, пре образователь кода в напряжение, первый и втэ рой блоки диодных переключателей и дополни.тельный блок генераторов тока,"выход которо го через дополнительный блок преобразователей Фока в налряжейиеподключай"к первому, входупервого бдока диодных переключателей, . подсоединенного вторым входом и выходом 25 обответственно к выходу первого блока ключей и ко входу блока генераторов "мка,"три входа Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3529138, кл, 235 - 150,53,онублик. 1970,2, Патент Великобритании У 1360943,кл. 0 4 Н, опублик 1974 (прототип),