Устройство цифроаналогового преобразования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (11) САНИЕ ИЗОБРЕТ СВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСК(21 (22 (46 (72 А Д маи 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Стахов А.П., Вишняков Ю.Н. 0 повышении информационной надежности аналого-цифровых преобразователей следящего типа, в кн: Проблемы создания преобразователей формы информации. Ч,2, Материалы 111 Всесоюзного сим позиума, Киев: Наукова думка, 1976, с. 16.Гитис Э.И. Преобразователи инфор ции для электронных цифровых вычисл тельных устройств. М.; Энергия, 197 с, 292, рис, 7-5 а.(54) УСТРОЙСТВО ЦИФРОАНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении преобразователей формы информации. Изобретение позволяет повысить точность преобразования в режиме формирования линейно изменяющегося напряжения, что обеспечивается построением цифроаналогового преобраэовате" ля (ЦАП) на основе избыточных измерительных кодов (ИИК), а также введением аналогового запоминающего блока, блока синтеза кодов, блока цифровых схем сравнения и блока регистров, Е которые обеспечивают в режиме контроля запись в блок регистров переходных кодовых комбинаций, которые затем используются в режиме преобразова ния для коррекции текущих значений кода счетчика, что и обеспечивает высокую точность преобразования при использовании ЦАП низкой точности, 1 з,п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.1 12Изобретение относится к автоматике и вычислитЕльной технике и может быть использовано при построении преобразователей формы информации.Цель изобретения - повышение точности преобразования.На фиг, 1 показана структурная схема устройства цифроаналогового преобразования; на фиг. 2 - пример реализации блока синтеза кодов.Устройство цифроаналогового преобразования содержит цифроаналоговыйреобраэователь 1 (ЦАП), счетчик 2 (СТР), блок 3 регистров (БРГ), блок 4 цифровыхсхем сравнения (БЦСС), блок 5 синтеза кодов (БСК) с первыми и вторыми входами 6 и 7 и выходами" 8, аналоговый запоминающий блок 9 (АЗБ), блок 10 сравнения (БС), блок . 11 управления, содержащий первый, второй и третий элементы ИЛИ 12, 13 и 14, инвертор 15, первый, второй, третий и четвертый элементы И 16, 17, 18 и 19, первый и второй 38 -триггеры 20 и 21, счетчик 22, мультиплексор 23, демультиплексор 24, Устройство ЦАП содержит также шину 25 тактовых импульсов, шину 26 управления, выходную шину 27.Цифроаналоговый преобразователь должен быть реализован на основе избыточного измерительного кода (ИИК), например кода Фибоначчи. Блок 10 сравнения осуществляет сравнение аналоговых сигналов А и А на его входах, причем сигнал на его выходе подчиняется следующему соотношению:О, если А,А ;1, если А, с А.Блок 4 цифровых схем сравнения состоит из щ цифровых схем сравнения и осуществляет сравнение на равенство содержимого группы разрядов счетчика 2 с содержанием блока 3 регистров, причем выходной сигнал Е;-й схемы сравнения равен если СТР (1) = РГ, если СТР (1)РГ;,2 вВсодержимое-го регистра блока 3;содержимое группы иэ (и - ш +1) младших разрядов счетчика 2;число разрядов счетчика 2, определямое разрядностью ЦАП п - количество переходных кодовых комбинаций (для кода Фибоначчи в = ив 2),Блок 5 синтеза кодов обеспечиваетформирование кодовой комбинации, записываемой в СТР 2 после появленияна его выходе переходной кодовойкомбинации. Комбинация: для записиформируется по содержимому СТР 2 и 10 выходным сигналам Е; БЦСС 4, причем1 -й ее разряд формируется следующимобразом: БСК; -(СТР 11+ 2;, )кя1+в-О 1 П-О " Возможная схема реализации БСК 5приведена на фиг. 2,20 Устройство цифроаналогового преобразования работает в двух режимах;режиме контроля и режиме генерациилинейно изменяющегося напряжения. Врежиме контроля определяются переходр 5 ные кодовые комбинации КОпределение переходных кодовыхкомбинаций начинается с разряда, вескоторого отличается от двоичного веса.Так, для 1 кода Фибоначчи с младшимиразрядами 8,5, 3,2,1 для которогопроводятся все дальнейшие примеры,.определение переходных кодовых комбинаций производится с 3-го разряда,В режим контроля устройство переводится сигналом, поступающим по шине 26 управления, который устанавливает в нулевое состояние триггеры20 и 21 блока 11 управления, записывает в счетчик 22 номер первого про 40 веряемого разряда и через элементИЛИ 12 обнуляет реверсивный счетчик 2. Единичное состояние триггеров 20и 21 разрешает прохождение тактовых 45 импульсов, поступающих на шину 25тактовых импульсов устройства, на первый управляющий вход прямого счета счетчика 2.Включение проверяемого разряда 50 счетчика 2, выделяемого мультиплексором 23, устанавливает триггер 21 в "0" и переводит АЗБ 9 в режим запоминания аналоговой величины с выхода ЦАП 1, соответствующей 55 вему контролируемого разряда. Нулевым состоянием триггера 21 разрешается прохождение тактовых импульсов на третий управляющий вход обратно221755 3 1 го счета счетчика 2 до момента срабатывания блока 10 сравнения. Изменения сигнала на выходе БС 10 из0 в 1 происходит в момент равен ств а содержимого СТР 2 переходной кодовой комбинации проверяемого разряда . Срабатывание БС вызовет запись переходной кодовой комбинации в соответствующий разряд блока 3 регистров , установит триггер 2 1 в1 , переводя СТР 2 в режим прямого счета , и увеличит содержимое счетчика 2 2 на единицу, устанавливая тем самым код следующего контролируемого разряда . Процесс определения всех последующих переходных комбинаций будет аналогичен .Пример определения переходных кодовых комбинаций приведен в табл . 1 . СТР 2 продолжает свою работу либо в режиме прямого счета, либо в режиме записи в зависимости от сигналов БЦСС .4.ПРимеР функционирования устройства в режиме генерации линейно изменяющегося напряжения показан в табл. 2,функционирование устройства в ре О жиме генерации линейно изменяющегосянапряжения периодически прерываетсяи осуществляется цикл проверки. Частота перехода из режима в режим определяется скоростью изменения реальных весов разрядов ЦАП 1 и зависитот стабильности параметров аналоговыхузлов ЦАП 1 и от скорости изменениявнешних условий. Формула изобретенияПосле определения всех переходныхкомбинаций сигнал переполнения счетчика 22 обнулит счетчик 2 и установит триггер 20 в "0", переводя уст -ройство в режим генерации линейноизменяющегося напряжения,Тактовые импульсы поступают нашину 25 тактовых импульсов устройства. Счетчик 2 осуществляет преобразование числа входных имгульсов в соответствующий рабочий код, в результате чего на выходе ЦАП 1 появляетсяаналоговый сигнал, величина которогопропорциональна количеству импульсов,поступающих на вход устройства, причем счетчик 2 начинает работу в режиме прямого счета, импульсы на соот ветствующий вход проходят через элементы 14 и 17. В процессе работы содержимое каждого из регистров РГБРГ 3 постоянно сравнивается припомощи БЦСС 4 с соответствующей группой разрядов счетчика 2.Если после поступления очередногосчетного импульса БЦСС 4 выработалсигнал ,; =1 равенства содержимого-го регистра с соответствующейгруппой разрядов счетчика 2, то единичный сигнал на выходе элементаИЛИ 13 переводит счетчик 2 в режимзаписи. Блок 5 синтеза по содержимому счетчика 2 и выходным сигналамблока 4 цифровых схем сравнения формирует код, аналоговый эквиваленткоторого точно на величину младшегокванта больше выходной аналоговойвеличины ЦАП 1 на данном такте. Наследующем такте происходит записьсодержимого БСК 5 в счетчик 2. Затем Устройство цифроаналогового преобразования, содержащее блок управления, первый вход которого является 25 шиной управления, второй вход - шинойтактовых импульсов, первый выход подключен к первому управляющему входусчетчика, выходы которого подключенык соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходной шиной устройства и подключен к первому входу блока сравнения, выход которого подключен к третьему входу блока управления, 35о т л и ч а ю щ е е с я тем чтоЭ Эс целью повышения точности, введеныаналоговый запоминающий блок, блоксинтеза кодов, блок цифровых схемсравнения, блок регистров, информационные входы которого объединены ссоответствующими первыми входами блока цифровых схем сравнения и блокасинтеза кодов, соответствующими четвертыми входами блока управления ивходами цифроаналогового преобразова.теля, управля:ие входы блока регистров подключены к соответствующимвторым выходам блока управления, выходы подключены к соответствующим 50вторым входам блока цифровых схемсравнения, выходы которого подключенык соответствующим пятым входам блокауправления и вторым входам блока синтеза кодов, выходы которого подключены к соответствующим информационнымвходам счетчика, второй, третий ичетвертый управляющие входы которогоподключены соответственно к третьему,четвертому и пятому выходам блокаТаблица 1 Разряд счетчика 2 Выход Выход АЗБ 9, ЦАП 1, А 7 Такт Режим б 5 4 3 2 12 9 5 3 2 1 0 0 0 О 0 О 0 0 0 0 О 0 0 1 0 О 0 1 1 О 1 1 О 0 0 0 О 0 -1 0 0 -1 1 010 фРГ 1 0 0 О 0 3 12управления, шестой выход которогоподключен к управляющему входу аналогового запоминающего блока, информационный вход которого объединен спервым входом блока сравнения, а выход подключен к второму входу блокасравнения,2. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен на первом, втором итретьем элементах ИЛИ, инверторе,первом, втором, третьем и четвертомэлементах И, счетчике, мультиплексоре, демультиплексоре, первом и второмкб -триггерах, первын 8 -вход второго 08 -триггера объединен с первым входом первого элемента ИЛИ,первым управляющим входом счетчика,б -входом первого 115 -триггера иявляется первым входом блока управления, второй 8 -вход объединенс вторым управляющим входом счетчика,информационным входом демультиплексора и является третьим входом блокауправления, 0 -вход подключен к выходу мультиплексора, который являетсяшестым выходом блока управления, прямой и инверсный выходы подключенысоответственно к первым входам третьего и четвертого элементов И,вторые входы которых объединены спервыми входами первого и второгоэлементов И и являются вторым вхоРеальный вес разряда ЦАП 1г 2155 Ьдом блока управления, третьивходыобъединены и подключены к прямому .выходу первого 118 -триггера, 11 -входкоторого объединен с вторым входом 5,первого элемента ИЛИ и подключен квыходу переполнения счетчика, инверсный выход подключен к вторым входампервого и второго элементов И, выходпервого элемента И является третьим 1 О выходом блока управления, третийвход первого элемента И объединенс входом инвертора и подключен к,выходу второго элемента ИЛИ, входыкоторого являются пятыми входами 15 блока управления, выход инвертораподключен к третьему входу второгоэлемента И, выход которого подключенк первому входу третьего элементаИЛИ, второй вход которого подключен 20 к выходу третьего элемента И, выходявляется первым выходом блока управления,выход четвертого элемента Иявляется четвертым выходом блокауправления, выход первого элемента 25 ИЛИ является пятым выходом блока управления,при этом выходы счетчикаподключены к соответствующим адресным входам мультиплексора и демультиплексора, информационные входы З 0 мультиплексора являются четвертымивходами блока управления, выходыдемультиплексора являются вторыми выходами блока управления.1221755 Выход АЗБ 9, А Выход ЦАП 1,Такт Режим 6 5 4 3 2 1 Реальный вес разряда ЦАП 12 9 5 3 Прямой счет1221755 10 Таблица 2 Разряд счетчика 2 Режим Такт А,БСК 5 счетчика 2 б 5 4 3 2 1 Реальный вес ЦАП 1 12 0 0 0 Счет 0 Счет 1 0 1 1 0 Счет 0 0 0 1 1 0 0 0 Счет Счет 0 11 Счет 9 Счет 10 10 11 0 12 1 13 1 Счет 12 13 Счет и т.д,0 0 1 0 2 О 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 5 3 2 1 е шФее т Ваи1221755 оставитель В. Першико ехред Л.Олейник ектор, М. Самборская едактор М,Петров Подписное аказ 1621/60 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна ВНИИП по 3035, Тираж 816осударственного комитета СССлам изобретений и открытийква, Ж, Раушская наб д,