Функциональный преобразователь

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона коэффициента передачи функционального преобразователя при повышении точности преобразования. Функциональный преоб8 вая 49, их 93, Ае и теиго сти образователь содержит умножающий цифроаналоговый преобразователь 3, два масштабирующих резистора 4 и 5, два операционных усилителя 6 и 7. Принцип действия преобразователя основан на формировании выходного аналогового сигнала как произведения аналогового сигнала первого аргумента на функцию от цифрового сигнала второго аргумента. При этом подключение аналогового входа умножающего цифроаналогового преобразователя 3 к выходу первого операционного усилителя 6 позволяет расширить диапазон возможных значений коэффициентов передачи и повысить точность функционального преобразования за счет уменьшения погрешности от остаточных сопротивлений замкнутых ключей преобразователя 3. 1 ил. fl (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОцИАлистических

РЕСПУБЛИК (51)з G 06 G 7/26

ГОСУДАРСТВЕ1НЫЙ KOHMTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4209964/24-24 (22) 11.02.87 (46) 30.01 91. Бюл. N. 4 (75) А.Л. Белоусов (53) 681.335(088.8) (56) Титце У. и Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир, 1982, с, 449, рис. 24.11.

Батушев В.А. и др. Микросхемы и их применение. М.: Радио и связь, 1983, с. 193, рис. 6.10.5; (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения — расширение диапазона коэффициента передачи функционального преобразователю при повышении точности преобразованию. Функциональный преоб .Ж 1624486 А1 раэователь содержит умножающий цифроаналоговый преобразователь 3, два масштабирующих резистора 4 и 5, два операционных усилителя 6 и 7. Принцип действия преобразователя основан на формировании выходного аналогового сигнала как произведения аналогового сигнала первого аргумента на функцию от цифрового сигнала второго аргумента.

При этом подключение аналогового входа умножающего цифроаналогового преобразователя 3 к выходу первого операционного усилителя 6 позволяет расширить диапазон возможных значений коэффициентов передачи и повысить точность функционального преобразования за счет уменьшения погрешности от остаточных сопротивл ний замкнутых ключей преобразователя 3.

1 ил.

1624486

Изобретение относится к ав гоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых ЭВМ, устройствах обработки измерительной информации и т.д. 5

Цель изобретения — расширение диапазона изменения коэффициента передачи функционального преобразователя при повышении точности преобразования, На чертеже схематически изображен 10 функциональный преобразователь.

Преобразователь содержит аналогэвые вход 1 и выход 2 преобразователя, умножающий цифроаналоговый преобразователь (УЦАП) 3, первый и второй масштабиру о- 15 щие резисторы 4 и 5, первый и второ 4 операционные усилители 6 и 7, шифратор 8.

Преобразователь 3 может быть выполнен, например, на основе р зисторной матрицы типа и = 2 R с коммутирующими ключами.

Значения токов короткого замыкания первого и второго выходов преобразователя 3 изменяются парафаэно при изменении входного кода.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

При подаче на вход 1 напряжения Увх и на вход шифратора 8 кода и на выходе преобразователя формируются выходные напряжения Овых, причем 30

1 вых R5 A

0 R4 2N — ) где R, R5 — величины резисторов 4 и 5

n — десятичный эквивалент входного цифрового двоичного кода УЦАП 3, которь и является выходным кодом шифратора 8;

N — разрядность УЦАП 3.

В частности, при n = п имеем

К= —. (2)

Я4 2л — и

При этом диапазон изменения V, и ростирается от 0 до 2, что соответсгвует измене45 нию 0 <и < 2 — 1 . Существен но, что в выражения (1) — (2) не входит значение базового номинала резисторов матрицы R — 2й, на основе которой выполнен УЦАП 3 (важно лишь взаимное согласование сопротивлений резисторов матрицы, что выполняется достаточно просто даже при интегральной технологии).

Если же включить шифратор 8, реалиэух 2 и ющий функцию п = 1, то получим за- 55

n+1 висимость

K и н5/R4. (3!

Таким образом, осуществляется линериэация функциональной зависимости.

Подбором отношения резисторов й5/R4 можно задавать максимальное значение коэффициента передачи К.

Кроме этого, снимая выходной сигнал непосредственно с выхода первого операционного усилителя, можно получить гиперболическую зависимость выходного напряжения от кода и, т.е.

K= — — —

R 2 (4)

R n где R — значение базового номинала

УЦАП 3.

В случаев сьена выходного сигнала с выхода усилителя 7, поменяв местами прямой и дополнительный выходы УЦАП 3, реализуется функционапьнаязависимость вида

Г5 2 — и

N (5)

R4 и

Рассмотренный функциональный преобразователь в случае реализации выражений (1) — (3) обеспечивает диапазоны возможной перестройки коэффициента передачи, равный Кввах tie Кгп!п 1 — 2

2М что эквивалентно удвоению числа разрядов YLl/ Ï 3 устройства-прототипа. При з,п;, повышение точности преобразователя достигается благодаря исключению мульти ликативной составляющей погрешности от влияния остаточных сопротивпений замкнутых ключей УЦАП 3 (8 случае использования ключей, имеющих в замкнуго состоянии обратную зависимость сои рот 4вления от значения протекающих по ним разрядных токов, что реализовано пра ;тически во всех серийных УЦАР типа

R — 2R, изготовленных по КМОП технологии).

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий первый операционный усилитель, подключенный неинвертирующим вхолом в шине нулевого потенциала функционального преобразователя, а инвертирующим входом — к первому выводу первого масштабирующего резистора и первому выходу умножающего цифроаналогового преобразователя, цифровой вход которого является циф> овым входом функционального преобразователя, а второй выход соединен с первым выводом второго масштабирующего резистора и инвертирующим входом второго операционного усилителя, подключенного неинвертирующим входом к шине нулевого потенциала функционального преобразователя, а выходом— к второму выводу второго масштабирующего резистора v выходу функционального преобразователя, причем второй вывод

1624486

Составитель С.Казинов

Редактор М.Келемеш Техред М.Моргентал Корректор А.Долинич

Заказ 192 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 первого масштабирующего резистора является аналоговым входом функционального преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения коэффициента передачи функциональ- 5 ного преобразования при повышении точности преобразования, выход первого операционного усилителя соединен с аналоговым входом умножающего цифроаналогового преобразователя.