Способ преобразования кода в аналоговый сигнал и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике преобразования цифровых величин в аналоговые и может использоваться при разработке высокоточных цифроаналоговых преобразователей . Цель изобретения - повышение точности преобразования. Способ преобразования кода в аналоговый сигнал основан на формировании из импульсов тактовой частоты импульсных последовательностей и их последующем усреднении с формированием нормированных постоянных аналоговых сигналов, после, чего формируют суммарную импульсную последовательность и ее усредняют Устройство для осуществления способа содержит источник опорного напряжения, две группы ключей, генератор импульсов, фильтр, группу фильтров , шин входного кода, группу Е-триггеров, распределитель импульсов и выходную шину. 2с и 1 з п ф-лы 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (si)s Н 03 M 1/66

ГОСУДАРСТВF!.IHÛИ KOMVITET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4634276/24 (22) 09,01.89 (46) 30.11,91. Бюл. N. 44 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) Ю.А,Бородинов, С.И.Кондрашови

Л.А.Никитина, А.Г.Никитин и 3.С.Свищева (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 690624, кл. Н 03 М 1/82, 1978, Авторское свидетельство СССР

M 940294, кл, Н 03 M 1/66, 1979. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОДА В

АНАЛОГОВЪ|Й СИГНАЛ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к.технике преобразования цифровых величин в аналогоИзобретение относится к технике преобразования цифровых величин в аналоговые и может быть использовано при разработке высокоточных цифроаналоговых преобразователей.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Способ преобразования кода в аналоговый сигнал основан на формировании из импульсов тактовой частоты по числу разрядов преобразуемого кода m импульсных последовательностей, формировании m нормированных аналоговых сигналов путем усреднения каждой импульсной последовательности, причем амплитуда каждого нормированного аналогового сигнала равна вольт-секундной площади импульса соот., Ы, 16955О5 А1 вые и может использоваться при разработке высокоточных цифроаналоговых преобразователей. Цель изобретения — повышение точности преобразования, Способ преобразования кода в аналоговый сигнал основан на формировании из импульсов тактовой частоты импульсных последовательностей и их последующем усреднении с формированием нормированных постоянных эналогоB}Ix сигналов, после. чего формируют суммарную импульсную последовательность и ее усредняют. Устройство для осуществления способа содержит источник опорного напряжения, две группы ключей, генератор импульсов, фильтр, группу фильтров, шину входного кода, группу Е-триггеров, распределитель импульсов и выходную шину, 2 с, и 1 з.п. ф-лы. 3 ил, ° и ветствующей импульсной последовательно- О сти, после чего m нормированных аналого - О вых сигналов преобразуют в m импульсов (у длительностью, равной периоду тактовой у частоты и амплитудой, равной а Е, где El— амплитуда i-ro нормированного аналогового сигнала, dI — значение I-ro разряда преобразуемого кода, i = 1, 2, ..., m, а затем . формируют суммарную импульсную после- ) ° довательность путем последовательного включения в нее m импульсов без пауз между ними с последующим усреднением.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 — структурная схема распределителя импульсов; нэ фиг, 3 — временные ди; аграммы, поясняющие работу устройства.

1695505

Преобразователь кода в постоянный сигнал содержит источник 1 опорного напряжения, группу ключей 2 из m (по числу разрядов входного кода), генератор 3 импульсов, шину 4 входного кода, фильтр 5, счетчик 6 импульсов, группу из m Е-триггеров 7, группу фильтров 8, группу ключей 9, распределитель 10 импульсов, выходную шину 11, Распределитель 10 импульсов содержит дешифратор 12, блок 13 элементов И и счетчик 14 импульсов.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Импульсы с выхода генератора 3 (фиг. 3, А) поступают на счетный вход счетчика 6, „сигнал переноса которого поступает на Sвход Е-триггеров группы 7 и переводит их в единичное состояние. В нулевое состояние каждый Е-триггер группы 7 переводится первым (после сигнала переноса) единичным сигналом на соответствующем информационном выходе счетчика 3, Таким образом;длительнос. ь импульса i -oA последовательности получается равной

T)=m2 То/ 2

k =1 а период повторения равным

Т1 = п1 2 1 Т,/ Х 2 1, k=1 где То — период повторения тактовой частоты (фиг. 3, Б). Каждая импульсная последовательность с выхода соответствующе-о

Е-триггера 7 управляет подключением источника 1 опорного напряжения величиной

Е через соответствующий ключ группы ключей 2 на-вход соответствующего фильтра группы 8, который выделяет постоянную составляющую импульсной последовательности Ei

Е =- — Е =Е

Tj 1 i 2

-Т! 2 m — 1

Причем выполняется соотношение Ен1 =

=2Еь

Импульсы геРератора 3 поступают на счетный вход счетчика 14 I pàcïpåäåëèòåëÿ

10), который имеет коэффициент пересчета

m. Дешифратор 12 преобразует код счетчика 14 в сигнал на один из своих выходов (фиг, 3, В), При совпадении сигнала на одном из выходов дешифратора 12 с единичн ым соответствующим разрядом преобразуемого кода на выходах блока 13 элементов И и следовательно на выходах распределителя 10 появляется единичный сигнал, в противном случае — нулевой сигнал (фиг. 3, Г). Этот сигнал управляет подключением напря>кения с выходов фильтров

8 через соответствующие ключи группы 9 на вход фильтра 5, который выделяет постоянгуе составляющую суммарной импульсной последовательности (фиг. 3, Д) на выходной шине 11, На фиг, 3 рассмотрены временные диаграммы работы четырехразрядного преобразователя (m = 4) длг-. преобразуемого кода йх = 1010. Постоянный сигнал на выходе преобразователя равен

U= — —, а aiт .

То m

Подставляя в это выражение Е1, получим

U —, g а 2

Е

m2 1=1 ,(в2

k — 1 i=1

20 ! — 1

Выражение ai 2 представляетсоi =; бой десятичное значение кода Nx a

E/g 2 — напряжение, саотеетстеуюk =1 щее единице наименьшего разряда преобразуемого кода q.

И--qN, 30 Таким образом, U пропорционально Nx. Высокая точность преобразователя обеспечивается меньшей погрешностью нелинейности, так как весовые напряжения создаются усреднением импульсных после35 довательностей, а не весовыми резисторами сумматоров (как в известных схемах).

Поддерживать линейность изменения скважности импульсов импульсных последовательностей значительно легче, чем под40 держивать линейность изменения коэффициента передачи весовыми резисторами, погрешности которых зависят от температуры и временной стабильности их номиналов.

Формула изобретения

1. Способ преобразования кода в аналоговый сигнал, основанный на формировании из импульсов тактовой частоты по числу разрядов преобразуемого кода m импульсных последовательностей и формировании суммарной импульсной последовательности с последующим ее усреднением, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, после формирования m импульсных последовательностей осуществляют путем усреднения каждой из них формирование m нормированных аналоговых сигналов, при этом амплитуду каждого нормированного аналогового сигнала

1695505

Фиг.f .. задают равной вольт-секундной площади импульса соответствующей импульсной последовательности, после чего и. нормированных аналоговых сигналов преобразуют в

m соответствующих импульсов, длитель- 5 ность каждого i-ro из которых, где i = 1, 2, ..., m, равна периоду импульсов тактовой частоты, а амплитуда соответственно равна

ai El, где а — значение 1-го разряда преобразуемого кода, Ei — амплитуда i-ro норми- 10 рованного аналогового сигнала, а формирование суммарной импульсной последовательности осуществляют путем последовательного включения в нее m импульсов без пауз между ними, 15

2. Устройстводля преобразования кода в аналоговый сигнал, содержащее генератор импульсов, фильтр, выход которого является выходной шиной, первую группу ключей, первый вход первого из которых 20 соединен с выходом источника опорного напряжения, отлича ю щееся тем,что, с целью повышения точности преобразования,. в него введены счетчик импульсов, группа Е-триггеров, группа фильтров, вто- 25 рая группа ключей и распределитель импульсов, первый вход которого объединен.с входом счетчика импульсов и подключен к выходу генератора импульсов, вторые вхо+bi R BJIsIIoTcsl шиной входного кода, а Bblxopbl подключены к первым входам соответствующих ключей второй группы, выходы которых соединены с входом фильтра, а вторые входы подключены к соответствующим выходам фильтров группы, входы которых соединены с выходами соответствующих ключей первой группы, йервые входы которых объединены, а вторые входы подключены к соответствующим выходам Е-триггеров группы, S-входы которых соединены с соответствующими информационными выходами счетчика импульсов, а R-входы объединены и подключены к выходу переноса счетчика импульсов.

3. Устройство по п.2, отл ича ю щеес я тем, что распределитель импульсов выполнен на счетчике импульсов, дешифраторе и блоке элементов И, выходы которого являются. соответствующими выходами распределителя импульсов, первым входом которого является вход счетчика импульсов, а вторыми входами — первые входы блока элементов И, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам дешифратора, входы которого соответственно соединены с выходами счетчика импульсов.

Ф /е Я в, Оъг. 3

Составитель В. Войтов

Редактор М. Кобылянская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 4173 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