Программно-управляемый фунциональный преобразователь

 

Союз Советских

Социалистических

Республик 71442 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 18,08.76 (21) 2400168/18 — 24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл .

G 06 У 3/00

G 06 G 7/26

Екударстаааньа камнтат

СССР аа делан нзоаратеннй а аткрмтаа

Опубликовано 05.02.80. Бюллетень,% 5

Дата опубликования описания 05.02.80 (53) УДК 681,33 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. А. Тер-Авакяп (71) Заявитель (54) ПРОГРАММНΠ— УПРАВЛЯЕМЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно, к функциональным преобразователям цифрового кода в аналоговую величину.

Известен функциональный преобразователь, содержагций приемный регистр, селектор полярности, селектор тока, схему управления задержки,. схему сравнения, двоичный счетчик и источник постоянного тока (1). Однако этот преобразователь имеет низкую точность преобразования.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению, является программноуправляемый функциональный преобразователь, который содержит приемный регистр, вход которого является первым входом преобразователя, а выход соединен с первым входом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, подсоединенного вторым входом ко второму входу преобразователя, и блок генераторов тока с подключенным к нему блоком преобразователей тока в напряжение, выход которого является выходом преобразователя (2). Однако эгот преобразователь имеет невысокую точность и малое быстродействие.

Белью данного изобретения является повышение точности и быстродействия преобразователя. Это достигается тем, что преобразователь содержит блок регистров кодов опорных точек, блок регистров разностей кодов соседних опорных точек, блок регистров кодов наклонов аппроксимированных участков и регистр амплитуды, входы которых являются соответте ственно третьим, четвертым, пятым и шестым входами преобразователя, первый и вгорой блоки ключей, сумматор, преобразовагель кода в напряжение, первый и второй блоки диодных переключателей и дополнительный блок гекерато35 ров тока, выход которого через дополнительный блок преобразователей тока в напряжение подключен к первому входу первого блока диодных. переключателей, подсоединенного вторым входом и выходом соответственно к выходу первого блока ключей и ко входу блока генераторов тока, три входа первого блока ключей соединены соответственно с выходом блока регистров разностей кодов сосед714427

3 них опорных точек, с выходом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого, кода и с выходом сумматора, входы которого подключены к выходу приемного регистра и к выходу второго блока ключей, первый

5 вход второго блока ключей подсоединен к выходу блока формирователей сигналов диапазойов преобразуемого кода, подключенного

1 третьим входом к выходу блока регистров кодов опорных точек и ко второму входу второго блока ключей, выход регистра амплитуды подключен через преобразователь кода в напряжение к первому входу второго блока диодных переключателей, второй вход и выход которого подсоединены соответственно к выходу блока регистров кодов наклонов аппроксимированных участков и ко входу дополнительного блока генераторов тока.

На фиг. 1 приведена структурная схема программно-управляемого функционального преобразователя; на фиг. 2 приведена функциональная схема формирования сигнала одного диапазона преобразуемого кода; на фиг. 3 приведена функциональная схема первого блока ключей; на фиг. 4 приведена функциональная 25 схема второго блока ключей; на фиг. 5 приведена принципиальная схема диодных переключателей генератора тока и преобразователя тока в напряжение; на фиг. 6 показана кривая зависимости выходнои аналоговой величины О от преобразуемого кода с разными наклонами. участков аппроксимации.

Программно-управляемый функциональный преобразователь содержит приемный регистр 1, блок 2 регистров кодов опорных точек, блок

3 регистров разностей кодов соседнйх опорных точек, блок 4 регистров кодов наклонов . аппроксимированных участков; регистр 5 амплитуды, блок 6 формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, сумматор 7, вто- 40 рой блок Я ключей, первый блок 9 ключей, второй блок 10 диодных переключателей, дополнительный блок 11 генераторов тока, дополнительный блок 12 преобразователей тока в напряжение, первый блок 13 диодных пефеключртелей, пуеобразователь 14 кода в напряжение, блок 15 генераторов тока и блок 16 преобразователей тока в напряжение.

Блок 2 регистров кодов опорных точек содержит регистры 17. Блок 6 формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода .содержит формирователи 18, Второй блок 8 ключей содержит элемент 19.ИЛИ и элемен ты 20 И. Первый лок 9 ключей содержит элементы 21 ИЛИ, элементы 22 И, элементы

23 И и элементы 24 ИЛИ вЂ” HE. Блок 3 регистров разностей кодов соседних опорных точек содержит регистры 25, Первый блок 10 диодных переключателей содержит диодные пере4 ключатели 26. Блох 15 генераторов тока содержит преобразователи код-ток 27. Формирователи 18 содержат элемент 28 И, элемент

29 ИЛИ, элемент 30 НЕ и схемы 31 сравнения.

Программно-управляемый функциональный преобразователь работает следующим образом.

В начале работы преобразователь устанавливает-! ся в исходное состояние. Лля этого определяются исходные величины, которыми являются двоичные коды, соответствующие: точкам аппроксимации выходной аналоговой кривой; разностям кодов соседних опорных точек аппроксимации; наклонам аппроксимированных участков; реальному масштабу (амплитуде) выходной аналоговой величины.

Для определенно исходных величин анализируется кривая зависимости выходной аналого.вой величины от преобразуемого двоичного кода, например, на фиг. 6, где кодам точек аппрок.симации соответствуют координаты Х1, Хг, Хэ и тд., разностям кодов соседних точек аппроксимации — (Х1 — О), (Х, — Х ), (Хэ — Хг) и т.д. Наклоны аппроксимированных участков определяются соотношениями У1/Х,, (У2 — >i ) /

/(Х2 — Х1) i и т.д. Код амплитуды выходной аналоговой величины определяется отношением кода, соответствующего максимальной амплитуде, к величине, представляющей отношение максимальной амплитуды к требуемой амплитуде.

При установлении преобразователя в исходное состояние в регистрах 17 блока 2 записываются коды, соответствующие точкам аппроксимации, в регистрах 25 блока 3 — разности кодов соседних точек аппроксимации, в соот- ветствующих регистрах блока 4 — коды наклонов аппроксимированных участков, а в регистре 5 — код амплитуды (масштаба) выходной аналоговой величины.

Преобразуемый код поступает на вход приемного регистра 1 и с его выхода передается на входы сумматора 7 и блока 6, в котором сравнивается с кодами регистров 17 блока 2, определяется ближайшая к нему в большую сторону точка аппроксимации и формируется ! сигнал на соответствующем выходе блока 6.

Лля этого в формирователях 18 блока 6 происходит параллельное сравнение кода приемного регистра 1 с кодами регистров 17 блока 2, начиная с кода первой точки аппроксимации, причем вход 32 первого формирователя 18 соединен с логическим нулем. Сравнение кодов лриемного регистра 1 н данного регистра 17 блока 2 происходит нораэрядно, начиная со старшего разряда. Разряды сравниваются в схеФ мах сравнения 31. При равенстве кодов данного старшего разряда, т.е. при неопределенности результата сравнения, 1" формируется на

7}4427 обоих выходах 33 и 34 схемы сравнения 31, мого кода, на остальных выходах которого—

С выхода 34 "T" поступает на вход элемен-, "0", та И 28, а с выхода 33 — на разрешающий Сигнал с выхода блока- 6 поступает на совход 35 последующей схемы 31 сравнения, в ответствующий вход блока 8 ключей (фиг. 3) которой происходит сравнение кодов следую- 5 и разрешает передачу кода предыдущей точки щего разряда, Так продолжается до появления аппроксимации, который с выхода блока 8 первого неравенства кодов очередного сравни- поступает на вход сумматора 7 и в нем вычиваемого разряда. Наличие "Г в этом разряде тается из преобразуемого кода, поступающего приемного регистра I и 0 в том же разряде на другой вход сумматора 7 с выхода приемрегистра 17 свидетельствует о том, что код 1О ного регистра Г. Полученная разность с выхоприемного регистра Т больше кода регистра 17. да сумматора 7 поступает на вход блока 9

При этом образуется "0" на обоих выходах ключей.

33 и 34 схемы 31 сравнения этого разряда. Сигнал с выхода блока 6 поступает также

Вследствие этого формируется "0" на обоих на соответствующий вход блока 9 (фиг. 4), выходах 36 и 37 данного формирователя 18. 15 чем обеспечивается разрешение выдачи на инС выхода 36 формирователя }8 "0" передается формационные входы 38 соответствующих дина соответствующий выход блока 6, свйдетель- одных переключателей 26 (фиг; 5) блока 10 ствуя об отсутствии сигнала на этом выходе, разностей кодов предыдущих смежных точек а с выхода 37 поступает на вход 32 следующе- аппроксимации (относительно преобразуемого

ro формирователя 18 и разрешает в нем cpa - 20 кода) с выходов регистров 25 блока 3 и разнение кода приемного регистра I с кодом еле- ности преобразуемого кода и кода предыдущей дующего регистра 17. Так продолжается до смежной точки с выхода сумматора 7 (Х1, появления неравенства, при котором имеется 4 — Х1 Х-Хз на фиг. 6).

"0" в сравниваемом разряде приемного ре- Передача кодов на остальные информационгистра "У и "т" в том же разряде регистра 17 25 ные входы блока 10 занРещаетсЯ, вследствие т.е. условия, что код приемного регистра T чего íà mx поступают "нули". меньше кода регистра 17, При этом возникает На Управлиющие входы 39 диодных переклю"0" на выходе 33 и "Г" на выходе 34 схем чателей 26 блока 10 с выходов блока 12

31 сравнения как этого, так и всех последую- поступают соответствующие кодам регистров щих разрядов данного формирователя 18. Зо блока 4 напряжения, определяющие наклоны участков аппроксимации выходной аналоговой

Таким образом, как при равенстве кодов кривой. Уровни сигналов, соответствующие всех разрядов приемного регистра I и данного коду Х, в нервом диодном переключателе 26 регистра 17, так и когда код приемного ре-. гистра Г меньше кода данного регистра 17, на вь1ходах 34 всех схем 3} сравнени д ино- Р щ "У ыР е и".- (о"РедслЯе ОмУ ко

ro формирователя 18 формируются "I" ко- o Perm Pa 6aorca 4) о фф циент и пеРедаторые поступают на входы элемента. 28 И и ются на входы первого преобразователя код э ток 27, в котором преобразуются в ток, соотна его выходе создают Г, которая поступает выход 36 а также че еэ элемент 29 ИЛИ встствУющй КОДУ Х!, УмноженномУ на Указ нна выход 37 д .Ого фармер.вате, 18. С " ный ""фф"е"7 о. "" c senora "Рвого преобразователя код-ток 27 поступает на соотвыхода 37 "Г поступает иа вход 32 следуюветствующий вход блока 16 и переводит рабощего формирователя 18, точнее — на вход элемента 29 ИЛИ, и обеспечивает Г иа выхочую точку (напряжение на выходе блока 16) де и на входе элемента, вслед37 "0" 28 И в У1. Таким же обРазом код Хг — Х1 создает

45 на выходе второго преобразователя код-ток ствие чего на выходе 36 формирователя 18

27 блока 15 ток, который поступает на вход формируется "0". Аналогично, "Г с выхода блока 16 и, суммируясь с его током, церево37 каждого следующего формирователя 18 дит рабочую точку с У1 в Уэ. Аналогично, поступает на входы 32 последующих формирокод X — Х переводит рабочую точку с У в У. вателей 18 и формирует "0" на его выходах

36 и "?" на выходах 37, 50 Масштаб выходной аналоговой кривой определяется кодом регистра 5, вследствие того, что

Таким образом, "Г формируется на выходе напряжения на выходах блока 12, соответствуютолько одного формирователя 18, а именно, щие кодам регистров блока 4, умножаются того, который связан с регистром 17, содержаописанным выше образом на коэффициент, щим код ближайшей в большую сторону отно55 определяемый кодом регистра 5, сительно кода приемного регистра Г (или равной ему) точки аппроксимации. Эта "I" посту- - Формул а изобретения пает на соответствующий выход блока б фор- . Программно-управляемый функциональный мирователей сигналов диапазонов преобразуе- преобразователь, содержащий приемный регистр, 714427

8 первого блока ключей соединены соответственно с выходом блока регистров разностей кодов соседних опорных точек, с выходом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода и с выходом сумматора, входы которого подключены к выходу приемного регистра и к выходу второго блока ключей, первый вход второго блока ключей подсоединен к выходу блока формирователей сигналов

1О диапазонов преобразуемого кода, подключенного третьим входом-к выходу блока регистров кодов опорных точек и ко второму "входу второго блока ключей, выход регистра амплитуды подключен через преобразователь кода в напряжение к первому входу второго блока диодных переключателей, второй вход и выход которого подсоединены соответственно к выходу блока регистров кодов наклонов аппроксимированных участков и ко входу дополнительИ ного блока генераторов тока. вход которого является первым входом преобразователя, а выход соединен с первым входом блока формирователей сигналов диапазонов преобразуемого кода, подсоединенного вторым входом ко второму входу преобразователя, и блок генераторов тока с подключенным l к нему блоком преобразователей тока в напряжение; выход которого является вькодом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродейnims преобразователя, он овдержиг блок регистров кодов опорных точек, блок регистров разностей кодов соседних опорных точек, блок регистров кодов наклонов аппроксимированныв участков и регистр "ампййтудМ, входы которых являются соответственно третьим, четвертым, пятым и шестым входами преобразователя, первый и второй блоки ключей,: сумматор, пре. образователь кода в напряжение, первый и втэ рой блоки диодных переключателей и дополнительный блок генераторов тока,"выход которого через дополнительный блок преобразователей iîêà в налряжейие подключай "к йервому . входу первого бдока диодных переключателей, . подсоединенного -вторым входом и выходом соответственно к выходу первого блока ключей и ко входу блока генераторов"тезка, три входа

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3529138, кл. 235 — 150.53, онублик. 1970.

2. Патент Великобритании М 1360943, кл. G 4 Н, опублик 1974 (прототип).

714427

xz x фиг.b

25 х, БНИИПИ Заказ 929)/48

ТиРаж 75 I Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4