Преобразователь кода в напряжение

 

Оп ИСА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

14213 (61) Дополнительное к авт. свил-ву и (51} М. Кл. (22) Заявлено 08.04.74 (21) 2015124/18 — 21 с присоединением заявки Иа

Н 03 К 13/20

1 аеударственяФ юарт

СССР в делам яаабватеяаа и юткрвлям (23) Приоритет

Опубликовано IS,07.79. Бюллетень 34 26 (53) УЙК 681.32S (088.8}

Дата опубликования описания 19.07,"79

В. М, Розенгауз и И; Т. Абрамсон (72) Авторм изобретения (71) Заявитель (54} ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к области цифро-аналоговой техники, в частности к преобразователям цифровой формы представления информации в аналоговую, и может быть использовано в систе-!. мах вывода информации иэ цифровых вычислительных устройств.

Известен преобразователь кода в напряжение с промежуточным преобразованием кода в последовательность широтно- модулированных импульсов (1}.

Недостатком такого преобразователя является малая скорость преобразования, обусловленная необходимостью проведения операции усреднения.

Известен преобразователь кода в напряжение с промежуточным преобразованием кода в длительность импульса, содержащий секции старших и младших разрядов, в каждую иэ которых входят счетчик с первыми вентилями на входе каждого разряда, потенциальными входами соединенными с клеммами преобразуемого кода, weмент ИЛИ, входами соединенный с вйходами счетчика и выходом — с потенциальным входом второго вентиля, выходом подключенного к счетному входу счетчика, и с управляющим входом ключа, выходом соединенного с входом фильтра нижних частот, а также общие для обеих секций генератор импульсов, соединенный с импульсными входами вторых вейтилей, источS ник опорного напряжения, выходами соединенный с аналоговыми входами ключей, и операционный усилитель, входами соединенный с выходами фильтров нижних частот, выход которого является аналоговым выходом преобразователя Щ.

Недостатком известного устройства является отсутствие оперативного контроля преобразователя, что вынуждает периодически прерывать peI5 шение основной задачи для проведения контрольных операций, при этом выявление неисправности преобразователя происходит со значительным запаздыванием относительно момента ее появления, т.е. не исключена выдача в течение некоторого времени ложной информации.

Целью настоящего изобретения является обеспечение оперативного контроля работы преобразователя.

674213

Эта цель достигается тем, что в преобразова- тель, содержащий секции старших и младших разрядов, в каждую из которых входят счетчик

= с" первйми вентилями на входе каждого разря"да, потенциальными входами соединенными с клеммами преобразуемого кода, первый элемент

ИЛИ, входами соединенный с выходами счетчика и выходом — с потенциальным входом второго вентиля, выходом подключенного к счетному входу счетчика, и с управляющим входом ключа, выходом соединенного с входом фйльтра нижних частот, а также общие для обеих секций генератор импульсов, выходом соединенный с импульсными входами вторых вентилей, источник опорного напряжения, выходами соединенный с аналоговыми входами ключей, и операционный усилитель, входами соедйнениый с выходами фильтров нижних частот, выход которого является аналоговым выходом преобразователя, введены третьи вентили по числу разрядов секций младших разрядов, потенциальные входы каждого из которых подключены к потенциальным входам соответствующих первых вентилей секций старших разрядов, выходы третьих вентилей через вторые элементь1 ИЛИ соединены с соответствующими входами счетчика секции

-Мявших разрядов, выходы первь1х вентилей этой "секцйи"подключены к вторым входам соответствующих вторых элементов ИЛИ, шина "Запись" подключена к входу элемен га задержки

И и через первый управляющий вентиль — к входу "установка 1" триттера, выход элемента задержки подключен непосредственно к импульс ным входам первых вентилей секций старших разрядов, а через второй и третий управляющие вентили — соответственно к импульсным входам первых и третьих вентилей секции младших разрядов, выходы ключей каждой секции через дифферейп ;йрующне цепочки подключены к входам элемента И, выход которого"соефйей со l1 входом "Установка 0" триггера, "нулевым выходом подключенного к потенциальному входу

1Э ФЗ второго управляющего вентиля, и единичным эФ выходом,. с которого снимается сигнал Исправен" (" Неисправен" ), — к потенциальному вхо.ду третьего управляющего вентиля, а к потенциальному входу первого управляющего вентиля подключен выход мультивибратора.

Оперативный .контроль основан на периодическом (с частотой, определяемой мультивибратором) одновременном преобразовании в широтно-модулированные импульсы кода старших разрядов секциями старших и младших разрядов и сравнении этих импульсов по длительнос. ти.

На чертеже представлена функциональная схе ма предлагаемого устройства.

Устройство содержит две секции преобразова ния — секцию 1 младших разрядов и секцию 2

4 старших разрядов, генератор 3, операционный усилитель 4, источник 5 опорного напряжения,. вентили 6 по числу разрядов секции младших разрядов, дифференцирующие цепочки 7 и 8, элемент И 9, триггер 1О, три управляюпшх вентиля 11-13, элемент задержки 14, мультивибратор 15. Каждая из секций преобразования содержит вентили 16 по числу разрядов секции, счетчик 17, элемент ИЛИ 18, вентили 19, ключ 20

>0 и фильтр 21 нижних частот. Кроме того, секция младших разрядов содержит элементы ИЛИ 22 по по числу разрядов этой секции.

Клеммы младших разрядов преобразуемого кода подключены к потенциальным входам первых вентилей 16 секции 1 младших разрядов, а клеммы старших разрядов — к потенциальным входам первых вентилей 16 секции 2 старц1их разрядов и к потенциальным входам соответствую: щих третьих вентилей б. Выходы первых вентилей 16 секции 2 старших разрядов соединены с входами счетчика 17 этой секции, а выходы первых вентилей 16 секции 1 младших разрядов сое. динены с входами счетчика 17 этой секции через вторые элементы И 22. В каждой из секций первый элемент ИЛИ 18 входами соединен с выходами счетчика 17, а выходом — с потенциальным входом второго вентиля 19, выходом подключенного к счетному входу счетчика 17, и с управляющим входом ключа 20, выходом соединенного со входом фильтра 21 нижних частот.

Выход генератора импульсов 3 подключен к импульсным входам вторых вентилей 19 каждой из секций, источник 5 опорногб напряжения выходами соединен с аналоговыми входами ключей

20, входы операционного усилителя 4, выход которого является аналоговым выходом преобразователя; подключены к выходам фильтров 21 нижних частот. Выходы ключей 20 секций 1 и 2. через дифференцирующие цепочки 7 и 8 соответственно подключены к входам элемента И 9, выход этого элемента соединен с входом "Установка 0" триггера 10, "нулевым" выходом под-. ключенного к потенциальному входу второго управляющего вентиля 12, и "единичным" выходом, 45 с которого снимается сигнал "Исправен" ("Неисправен") —. к потенциальному входу третьего управляющего вентиля 13.

Шина "запись" подключена к входу элемента задержки 15 и через первый управляющий вен50 тиль, потенциальный вход которого соединен с I I \ Г выходом мультивибратора 15 — к входу Установка 1" триггера 10. Выход элемента задержки

14 подключей непосредственно к импульсным входам первых вентилей 16 секции старших раз55 рядов 2, а через второй и третии управляющие вентили 12 и 13 — соответственно к импульсным входам первых вентилей 16 секции младших разрядов 1 и третьих вентилей 6, выходы которых

674213

4О

Формула изобретения

Преобразователь кода в напряжение с проме45 жуточным преобразованием кодй в длительность импульсов, содержащий секции старших и младших разрядов, в каждую из которых входят счетчик с первыми вентилями на входе каждого разряда, потенциальными входами, соединенны50 ми с клеммами преобразуемого кода, первый элемент ИЛИ, входами соединенный с выхддамн счетчика и выходом — с потенциальным входом второго вентиля, выходом подключенного к счетному входу счетчика, и с управляющим входом.

55. ключа выходом соединенного с входом фильт1 ра нижних частот, а также общие для обеих секций генератор импульсов, выходом соединенный с импульсными входами вторых вентилей, источник опорного напряжения, выходами соединен I

5 подключены ке вторым входам вторых элементов ИЛ11 22 секции 1 младших разрядов.

Работа преобразователя состоит в следующем.

По сигналу "Запись", поступающему через эле мент задержки 14 и управляющие вентили 12 и

13 в счетчике 17 секции 2 старших разрядов, че,рез вентили 16 этой секции записывается код старших разрядов входного двоичного числа. В счетчик 17 секции 1 младших разрядов через вентили 16 и элементы ИЛИ 22 этой секции записывается код младших разрядов s случае, ес ли триггер 1б находится в состоянии "0" и вентиль 12 открыл, или через вентили 6 и элементы

ИЛИ 22 записывается код старших разрядбв, если триггер 10 находится в состоянии "1* и вентзшь 13 открыт (контрольный режим). При запи. си кода в счетчики 17 на выходах элементов

ИЛИ 18 каждой иэ секций устанавливается уровень "1", при этом через вентиль 19 на вход счетчика 17 каждой из секций подаются имнульсы от генератора 3. Счетчики 17 работают на вычитание.

Когда счетчики 17 устанавливаются s нуль, на выходах элементов ИЛИ 18 устаиавливается уровень "0", и вентили 19 закрываются. Время от момента записи кода в счетчик до момента установления счетчика в нуль определяет ширину импульса на выходе элемента ИЛИ 18, пропорциональную коду разрядов секции. Для получения последовательности импульсов, модулированных по длительности, в счетчик в начале каждого пе-. риода повторения вводится входной код.

Ключ 20, управляемый последовательностью модулированных по длительности импульсов, подсоединяет вход фильтра 21 нижней чаетоты к одной иэ шин источника 5 опорного напряжения, при этом на входе фильтра 21 формируются широтномодулированные импульсы с эталонной ам. плитудой. Фильтр 21 выделяет среднее значение напряжения импульсной последовательности.

Выходное напряжение секции суммируетея при помощи операционного усилителя 4.с учетом их весового отношения. Выходное напряжение секции младших разрядов имеет по отношению к выходному напряжению секции старших разрядов масштаб 1/2, где rn —.число разрядов

Ю кода старшей секции.

Исходное {"нулевое") положение триггера 10 соответствует рабочему режиму преобразователя.

При наличии на выходе мультивибратора 15 импульса очередной сигнал "Запись", пройдя че. рез, вентиль 11 на вход "Установка Г, устанавливает триггер 10 в "единичное",.положение, соответствующее режиму контроля.

Задержанный на время C импульс "Зались" через вентиль 13 поступает на входы вентилей 6 и обеспечивает запись в счетчик 17 секции младших разрядов кода старших разрядов. Таким образом, при исправной работе преобразователя

6 в режиме контроля коды, записанные в счетчики

17 обеих секций, одинаковы.

Дифференцирующие цепочки 7 н 8 формируют узкие импульсы, соответствующие задним фрон5 там широтно-модулированных импульсов, а элемент И 9 определяет совпадают ли сформирован1ные импульсы Во времени. Такое совпадение происходят только в случае исправной работы преобразователя, при этом"выходной импульс элемента И 9 устанавливает триггер 10 в сотояние

"0". Указанное состояние триггера 10 соответствует исправности преобразователя в целом н сохраняется до проведения следующего цикла контроля, При неисправности преобразователя импульс на выходе элемента И 9 не формируется, и триггер 10 остается в состоянии "1 .

Длительность импульса мультивибратора выбирается равной периоду следования сигнала "Запись", а период следования импульсов мульти2Q вибратора, определяющий периодичность осуществления контрольных операций, на несколько порядков превосходит период следования импульсов Запись

Поскольку в режиме контроля изменяется

25 длительность импульса на выходе секции младших разрядов вслучае,,если коды младших и старших разрядов. не совпадают, появляется дополнительная погрешность выходного напряжения преобразователя, Максимальное значение, дополнительной погрешности (8„,„, „) может быть определено по формуле ь

° 10 0 ., 35 М9 где f н f — частоты сигналов на выходе мультивибратора 15 и генератора 3 соответственно. При 1„,, дополнительная погрешность составляет незначительную часть общей погреш. ности преобразователя.

674213 тйРитй рюрИ Входной ка6

ЦНЯ 1ПИ Заказ 4105/5

Тираж 1059 Подписное лююucnp, 7 ный с аналоговыми входами ключей, и операционный усилитель, входами соединенный с выхо( дами фильтров нижних частот, выход которого является аналоговым выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения оперативного контроля работы преобразователя, в него введены третьи вентили по числу разрядов секции младших разрядов, потенциальные входы каждого из которых подключены к потенциальным входам соответствующих первых вентилей секции старших разрядов, выходы треть. их вентилей через вторые элементы ИЛИ соединены с соответствующими входами счетчика секции младтпих разрядов, выходы первых вентилей этой секции подключены ко вторым вхо дам соответствующих вторых элементов ИЛИ, шина "Запись" подключена к входу элемента задержки и через первый управляющий вентиль— к входу Установка 1" триггера, выход элемен.

Ts задержки подключен непосредственно к им- 2(}

Филиал. ППП "ГЬтент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

8 пульсным входам первых вентилей секции стартпих,разрядов, а через второй и третий управляющие вентили — соответственно к импульсным входам первых и третьях вентилей секции младших разрядов, выходы ключей каждой из секций через дифференцирующие цепочки подключены к входам элемента И, выход которого соединен с входом "Установка 0" триггера, "нулевым" выходом подключенного к потенциальному входу второго управляющего вентиля, и

"единичным" — к потенциальному входу первого управляющего вентиля, а к потенциальному входу первого управляющего вентиля подключен выход мультивибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Клебанский P. Б. Преобразователи кода в напряжение . М,, "Энергия", 1973, с. 32-33.

2. В.ЬаЬлаМ „Ива огас ФеМф ", 1968, 16, И г, р. 73.