Цифроаналоговый преобразователь

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях и калибраторах. Цель изобретения - повышение точности. Цифроаналоговый преобразователь содержит первый преобразователь 1 код-ток, выполненный на источнике тока и кодоуправляемом делителе тока, второй преобразователь 2 код-ток, арифметический блок 3, выполненный в виде управляемого вычитателя, вычитатели 4, 5 и блок 6 управления. Введение второго преобразователя 2 код-ток, управляемого вычитателя и двух вычитателей 4, 5 позволяет повысить точность цифроаналогового преобразователя за счет компенсации ошибки кодоуправляемого делителя тока. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.SU,„1481892 (5I) 4 Н 03 М 1/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ГАТЕДтрс Т ë и -

Н A BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C ф (21) 4316401/24-24 (22) 07. 07. 87 (46) 23. 05. 89. Бюл. 11 19 (71) Московский энергетический институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмеритель- нык приборов (72) А. П. Быков, В. И. Диденко, В. М. Капустин, И. С. Солодов и В. В. Островерхов (53) 681 ° 325(088.8) (56) IEFE Jornal of Solid-State Circuits, 1976, 1"- 6, р. 795-799.

Авторское свидетельство СССР

Р 1064453, кл. Н 03 М 1/66, 1981. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в аналого- . цифровых преобразователях и калибраторах. Цель изобретения — повыпение точности. Цифроаналоговый преобразователь содержит первый преобразователь 1 код — ток, выполненный на источнике. тока и кодоуправляемом делителе тока, второй преобразователь

2 код . ток, арифметический блок 3, выполненный в виде управляемого вычитателя, вычитатели 4, 5 и блок б управления. Введение второго преобразователя 2 код — ток, управляемого вычитателя и двух вычитателей 4, 5 позволяет повысить точность цифроаналогового преобразователя з а счет компенсации ошибки кодоуправляемого делителя тока, 1 ил.

1481892

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях и калибраторах.

Цель из о 6ре тения — и ов ыш ение т очностии.

На чертеже представлена функциональная схема цифроаналогового преобразователя. 1О

Цифроаналоговый преобразователь содержит первый преобразователь 1 код — ток, выполненный на источнике

1.! тока и кодоуправляемом делителе, состоящем из делителей 1. 2.1-1. 2.п !5 тока, переключателей 1.3. 1-1 .3.п тока, и разрядных ключей 1.4.1-1.4..п, второй преобразователь 2 код-ток, арифметический блок 3, выполненный в виде управляемого вычитателя, второй 20

4 и третий 5 вычитатели и блок 6 управления.

Цифро аналоговый прес бразов атель работает следующим образом.

Выходной ток Х источника 1.1 то- 25 ка поступает на вход делителя 1.2.1 тока и делится так, что с его выходов на входы переключателя 1.3.1 тока поступают токи, номинальные значения которых равны 1(2 Х1,. Одна половина 30 тока Х0 используется в качестве разФ 1 рядного тока и через разрядный ключ

1.4,1 поступает на прямой или инверсный выходы первого преобразователя

1 КОд — ток В заВисимОсти О т ВХОднОГО 35 преобразуемого кода цифроаналогового преобразователя, а другая половина тока Х0 поступает на вход следующего делителя 1.2.2 тока и там делится на две равные части. Второй разряд первого преобразователя 1 код — ток работает аналогично первому: одна часть тока, равная 1(4 Х, через разрядный

;ключ поступает на прямой или инверс ный выходы преобразователя 1 код - 45 ток, а другая часть тока, также равная 1(4 Х, поступает на вход следу ющего делителя тока. Остальные разряды первого преобразователя 1 код— ток работают аналогичным образом, эа исключением последнего разряда, в котором один иэ выходов переключателя

1.3.п соединен с шиной нулевого по1 : тенциала. Состояние всех разрядных ключей зависит от значения входного ..кода. По команде от бЛОКа 6 управле. ния все переключатели 1.3 токов могут менять местами свои выходные токи, в результате чего погрешности выходных токов преобраэователя 1 код — ток меняют свой знак, причем модули этих погрешностей равны, 7

Цифроаналоговое преобразование первым преобразователем 1 код — ток осуществляется за два такта, причем на первом такте преобразование производится при одном состоянии переключателей 1.3.1-1.3.п, а на втором такте — при противоположном состоянии.

На нервом/такте с помощью второго вычитателя 4 производится вычитание выходного сигнала второго преобразователя 2 код — ток из выходного сигнала инверсного выхода первого преобразователя 1 код — ток и по команде с первого выхода блока 6 управления результат вычитания запоминается в устройстве. выборки и хранения. На втором такте преобразования выходной сигнал второго вычитателя 4 вычитается из выходного сигнала устройства выборки и хранения первым вычитателем

3.2, полученный результат поступает на вход вычитаемого третьего вычитателя 5. Вычитатель осуществляет вычитание выходного сигнала управляемого вычитателя 3 из выходного сигнала . прямого выхода первого преобраэовате" ля 1 код — ток. Полученный результат является выходным сигналом цифроаналогового преобразователя.

Достижение повышения точности в цифроаналоговом преобразователе обеспечивается следующим образом.

Пус ть неко то рому вхо дно му коду в идеальном случае соответствует выходкой сигнал, равный U. Обозначают выходной сигнал второго преобраэова теля 2 код — ток U, а выходные сигналы первого преобразователя 1 код— ток на инверсном выходе на первом такте преобразования U, а на втором такте U". Тогда

П2 11 1 111 11 + 11

U"- =U- 811

1 где а,, d - погрешности первого и второго преобразователей код — ток. соответственно.

Погрешность д,меняет знак в результате переключения переключателей токов. Выходной сигнал второго вычитателя 4 на первом такте преобразования

U8è 1 1 П 1 П "Вн

81892

30 где К вЂ” коэффициент передачи тре- тьего вычитателя 5 по входу вычитаемого; д — погрешность третьего вычивб тателя.

Коэффициент передачи по входу уменьшаемого третьего вычитателя вы- 40 бирается равным единице.

Если выбрать К = .1 /2 К,К, то

Таким образом, выходной сигнал цифроаналогового преобразователя свободен от погрешностей первого 1 и второго 2 преобразователей код — ток с точностью до выполнения равенства 50

К = 1/2 К К . Точность данного равенства определяется точностью управляемого вычитателя 3 и третьего вычитателя 5 °

В качестве второго преобразователя55

2 код - ток могут быть использованы практически любые серийно выпускаемые цифроаналоговые преобразователй с то, ковым выходом и обладающие высокой з 14 где K, — коэффициент передачи второго вычитателя 4;

4 в4- погрешность вычитателя 4.

По команде с блока 6 управления результат U запоминается в устрой84 стве выборки и хранения.

Выходной сигнал второго вычитателя 4 на втором такте преобразования при этом на выходе управляемого вычитателя 3 где К вЂ” коэффициент передачи управляемого вычитателя 3; р>>- погрешность управляемого вычитателя 3.

Обозначив выходной сигнал первого преобразователя 1 код — ток на прямом выходе U<, на втором такте преобразования с учетом приведенных выражений имеют U = U + d,, тогда выходной сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя равен

Кв 1 ув+ >в =, + К 1К 2= з 1 з 1 в+ eg вык 1 в / K P g 1 вб кратковременной стабильностью, вычитатели 3. 2, 4 и 5 могут быть реализованы на основе операционных усилителей, устройство выборки и хранения на серийной микросхеме (например, К1100CK2 а блок 6 управления — на основе распределителя импульсов, состоящего из последовательно соединен- ных генератора, счетчика и дешифрато ра.

Точный рез уль тат преобраз ования формируется на втором такте преобразования и сигналом его.готовности может служить передний фронт импульса, управляющего переключением переключателей.токов первого преобразователя 1 код — ток. Для исключения погрешностей, вызванных совпадением момента коррекции погрешностей с моментом смены преобразуемого кода, блок 6 управления может быть синхронизирован внешним сигналом, совпадающим с моментом смены преобразуемого кода.

Данная погрешность может быть также существенно уменьшена с помощью фильтра нижних частот, подключаемого к выходу цифроаналогового преобразователя.

Формула изобретения

Цифроаналоговый преобразователь содержащий арифметический блок, первый преобразователь код — ток, выполненный на источнике тока и кодоуправляемом делителе тока, вход опорного сигнала которого подключен к::выходу источника тока, а вход управления подключен к первому выходу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, арифметический блок выполнен в виде управляемого вычитателя и введены втовторой преобразователь код — ток, первый и второй вычитатели, выход последнего из которых является выходной шиной, вход уменьшаемого второго вычитателя соединен с прямым выходом кодоуправляемого делителя тока, инверсный выход которого соединен с входом уменьшаемого первого вычитателя, вход вычитаемого и выход которого подключены соответственно к выходу второго преобразователя код — ток и первому входу управляемого вычитателя, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход соединен с входом вычитаемого

Составитель Н. Капитанов

Редактор М. Бланар Техред J1.Олийнык Корректор И. Горная

Заказ 2701/56 Тираж 885 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям .при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101

6 1481892 второго вычитателя информационные входы второго преобразователя кодток объединены с соответствующими

6 информационными входами кодоуправляемого делителя тока и являются входной шиной.