Устройство для преобразования кода в постоянный сигнал

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Его использование в измерительных и преобразовательных приборах обеспечивает повышение точности преобразования . Устройство содержит генератор импульсов, два формирователя широтно-импульсных сигналов, блок стабилизации амплитуд, .сумматор и фильтр нижних частот. Введение цифроаналогового преобразователя и выполнение блока стабилизации амплитуд на мультиплексорах и источнике эталонного напряжения позволяет уменьшить погрешность преобразования. о S 2 э.п. ф-лы, 3 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (5ц 4 Н 03 М 1 66

О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,;

Й АВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3864087/24-24 (22) 11,03.85 (46) 07. 12.86. Бюл. У 45 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) Ю.А. Пасынков и А.А. Чайка (53) 681 ° 325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 836791, кл. Н 03 М 1/бб 12,02.79, Авторское свидетельство СССР

1005296, кл. Н 03 М 1/бб, 16.01,81 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ,КОДА В ПОСТОЯННЫЙ СИГНАЛ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

его использование в измерительных и преобразовательных приборах обеспечивает повьппение точности преобразования ° Устройство содержит генератор импульсов, два формирователя широтно-импульсных сигналов, блок стабилизации амплитуд,,сумматор и фильтр нижних частот. Введение циф роаналогового преобразователя и выполнение блока стабилизации амплитуд на мультиплексорах и источнике эталонного напряжения позволяет уменьшить погрешность преобразования.

2 э.п. ф-лы, 3 ил.

1275774

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 на фиг.2— пример выполнения первого и второго формирователей широтно-импульсных сигналов на фиг.3 — временные диаг1 раммы, поясняющие работу устройства, Устройство для преобразования кода в постоянный сигнал соцержит генератор 1 импульсов, первый 2 и второй 3 формирователи широтно.-импульсных сигналов (IUNC), 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 т„ .

Формирователь 2 формирует временные параметры первой ступени m последовательностей ШИС: длительность импульса t, пропорциональную значению К старших разрядов преобра— зуемого кода, период следования импульсов Т, равный а /f,, сдвиг последовательностей друг относительно

k друга на величину Т/m где m - =а.

Формирователь 3 формирует вре-. менные параметры второй ступени m последовательностей ШИС: длитель-ность импульса Ь, = Т/m, период Т, фазовый сдвиг последовательностей друг относительно друга на величину Т/m и фазовый сдвиг второй ступени относительно первой на величину (о

Для случая а=2 (двоичная система счисления) K=4 первый формирователь 2 ШИС (фиг.2) может бы.гь выполнен на преобразователе !5 входного кода в код числа единиц и коль5

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 (или 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 одновременно 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/f . Так как регистр 16 сдвигает по кольцу число единиц (или нулей), соответствующих входному коду, то на .каждом иэ его выходов длительность t импульса ШИС равна (а 2 +

+ а 2 + а2 + aç 2 ) /f< или 1/йо

i Т/m, т. е. пропорциональна значениюю К старших разрядов преобразуемого кода, где а(>,, B ) а,, 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/fo, а местоположение его относительно импульса на одноименном выходе регистра 16 определенно и задается входным кодом. Например, такое расположение импульсов показано на фиг.3 (а,б, в, г) для т =. 4.

Временной сдвиг <р между ступе" нями импульсов может быть любым (фиг.ч), при этом суммирование m сдвинутых последовательностей двухступенчатых ШИС дает постоянное напряжение Ч (фиг.З ). Однако, в случае U„ = 0 требуется введение опе" рации аналогового суммирования напряжений V и Е„ перед суммированием m последовательностей ШИС, а в

1275774 4

Т случае = i — необходимо слежение с m за временным сдвигом ступеней в зависимости от кода старших разрядов.

Поэтому для упрощения операции формирования 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/f или Т/ш). Условие выполнимо, если временной сдвиг задать постоянным

Т 15 и равным (ш-1) †. Поскольку длительш ность первой ступени не может быть

Т более (m-1) вЂ, 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 d 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, ...,б.m блока 5 выполняет функцию стабилизации амплитуды двухступенчатых импульсов. При логическом нуле на адресных входах мультиплексора

6 с его первого входа на выход передается нулевой потенциал. Если уп- 40 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 V< с выхода ЦАП 4.

Таким образом, на выходе каждого мультиплексора 6 образуется ШИС.со стабильной амплитудой каждой ступени импульса.

Сумматор 8 и фильтр 9 нижних частот суммируют и усредняют m последо- эЫ вательностей ШИС и могут быть выполнены единым узлом, представляющим собой, например, суммирующе-интегрирующий операционный усилитель с прецизионными резисторами.

Устройство для преобразования кода в постоянный 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-k 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 m/f,,а длительность t< импульса пропорциональна значению k старших разрядов кода, при этом последовательности сдвинуты одна относительно другой на величину Т/m т.е. на 1/f . Формирователь 3 совместно с генератором 1 формирует m последовательностей управляющих ШИС, в каждой из которых период Т и длительность t импульса постоянны и равны, соответственно m/f и Т/ш (или 1/f ), при этом последовательности сдвинуты друг относительно друга на ту же величину Т/m (т.е.

1/f ). .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. íà t, или на постоянное, Т время, равное (m-1) —, т. е. (m-1) /f

m 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. 1,...,6.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

t—

+ Е т7т т/m

Т "m, tx, i tx N

+Š—,-Š— Š— Е

oT amoToN

10

Еа — N т.е. пропорционально преобразуемому коду N.

Каждая последовательность ШИС с 15 выхода мультиплексоров суммируется блоком 8 с коэффициентом S . При строгом равенстве S S

Я,„ S (идеальный сумматор) выходное напряжение сумматора 8 будет 20 равно

Fh

V Х SE — ЯшЕ—

2Ц 1 d N < Я

25 и не будет иметь импульсной составляющей. Поскольку в реальном сумматоре S> S (1+8 ), то суммарное напряжение Ч (фиг.Зу) при этом будет иметь и импульсную составляющую, амплитуда импульсов которой зависит от разброса значений

М N

g; V - SmEî Вша 7. 8

) %р М вН

35 где b " приведенная погрешность

3 коэффициента суммирования

j-й последовательности.

Отсюда следует, что при )6> „щ„ не превышающей заданной величины 0 4О

) амплитуда импульсной составляющей суммарного сигнала (фиг.З ) не превышает величины 2ОЕ

Таким образом, обеспечивается повышение точности преобразования.

Формула из обретения

1. 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 sanucu формирователей широтно-импульс.

5 1275 . Т

t, ti Ш равно Ч Е вЂ” + Ч вЂ” E — +

ыис Т Т Т

774 ных 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 повышения 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 мпадших 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 соответствующими 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 широтно-импульсных сигналов, вход синхронизации и вход разрешения записи кольцевого регистра являются входами соответственно синхронизации и запи-! си первого формирователя широтноимпульсных сигналов, выходы кольце вого 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

Ф формирователь широтно-импульсных сигналов выполнен на кольцевом ре1275774

Фиг. 2 гистре и дешифраторе, выходы которого подключены к соответствующим входам кольцевого регистра, входы де; ,.шифратора являются соответствующими информационными входами второго фор.мирователя широтно-импульсных сигналов, вход синхронизации и вход разрешения записи кольцевого регистра являются входами соответственно синхронизации и записи второго формирователя широтно-импульсных сигналов, выходы кольцевого регистра являются соответствующими выходамивторого формирователя широтно-импульсных сигналов.

1275774

Составитель О. Ревинский

Техред П.олейник Корректор Е. Рошко

Редактор А. Шандор

Заказ 6581/57

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4