Функциональный преобразователькода b напряжение

 

изобретения (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В НАПРЯЖЕНИЕ Изобретение относится к цйфроаналоговой вычислительной технике и может быть использовано для связи вычислительного устройства с объектом управлеиия.

Известен функциональный преобразователь. кода в напряжение, содержащий последовательно включенные функциональный источник эталонного напряжения, декодирующий преобразователь ДП) и выходной усилитель

Недостатком данного преобразователя является аграниченная точность преобразования, обусловленная небольшим числом точек:апроксимацииЦель изобретения - повышение точ ности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в .функциональном преобразователе кода в напряжение, содержащем последовательно включенные функциональный источник эталонного напряжения, декодирующий преобразователь и выходной усилитель, выход преобразователя через введенный элемент обратной связи соединен со входом функционального источника эталонного напряжения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2.- пример реализации функционального источника эталонного напряжения и эле мента обратной связи.

Преобуазовакель содержит последователъно соединенные источник 1 эталонного напряжения ДП 2 и усию литель 3, выход которого через элемент 4 обратной связи подключен ко входу источника 1. Кодовые входы

ДП 2 подключены к источнику входного кода КВх. Источник 1 содержит усилитель 5, заземленный источник 6 постоянного напряжения, который через резистор 7 соединен с входом усили:теля 5 и первым выводом резистора 8, ;второй вывод которого подключен к выходу усилителя 5. В качестве зле ;мента 4 обратной связи используется

3, 8 резистор включенный межцу выхоР дом усилителя 3 и входом усилителя 5+

Устройство работает следующим образом.

Источник вырабатывает напряжение

Ц для ДП 2 который преобразует

3Т входной код. К е< в напряжение ц .

Последнее поступает на нагрузку через выходной усилитель 3.

Для получения нелинейной зависимости от кода ИВх выходного напряжения U В напряжение 0 ЭТ дойжно вьФ

1 зависеть от кода К 8y,ò.å. источник должен быть функциональным по отношению к коду М ВХ. В схеме (фиг. 1) последнее может достигаться за счет использования, например, второго ДП в источнике 1. В предельном случае кодовый вход источника 1 отсутствует (фиг. 2),при этом зависимость напряжения U от кода йвхдостигается блаэз годаря обратной связи с выхода преобразователя на вход источника 1.

24427 . 4 (18 ) . Определим вид этой функцйи для общего случая.

ЭФО АПО N8xî к первоначальные значения величии

ЭТ1 UArra 8Х

Qs О хп - соответственно усйленйе по найряжению и смещение "нуля" усилителя 3;

5 — крутизна ДП; к

l - "ьых= "Arr "Aио) "у«" ьыко

"gn вк 5 "э "д о=1 вхо " э о

) )

Так как любая функция аппроксимирует-.

15 ся степенным полииомом, то для общего случая характеристики источ-.

-ника (1} и 3эт=с и Мвх+ n q в„+" 4 @ех " +а и «С1 (3)

ГДЕ О1 о, О и-4 > ... О к. „. СС1, а о - """ янные коэффициенты.

В схеме 1,фиг.1) обратная связь с.

25 выхода. преобразователя на вход источника вводит зависимость коэффициентов f3) от напряжения 0@, х . Для наиболее простой реапиэации эта зави.. симость линейная, т. е.

30 к= +K<« к2 Ь11Х у (4) гдЕ а Q1,2 — постоянные коэффициеик1ъ к2 ты, Из формул 11)-(4) имеем

11вь1х- " sx 1эт- "sxo" это 1 у 1сьъао= "вк Ввко S у "вако S."в Nee(jani* и ап2 U9blx) 1" вх+ +(n-412+ " 1 -112 "sbrx)"

40 П1 .. К

""вх -"(к4 о1к2 еык1 пвх «(он+ кк "выл " ex+(ao +aee " выЛк откуда

8Х+ -+СХ44ЙВХ«ао

При отсутствии обратной связи через резистор 4 характеристика пре-. образователя — линейная. При наличии обратной связи ток,, текущий через резистор 4, вычитаясь.из тока через резистор,7 при отрицательной обратной связи, уменьшает напряжение ОВ, тем больше, чем больше напряжение

U, поэтому с ростом кода NrrÄ

Sbt x

Ц воз астают все

"напряжения U > и 08 во р медленнее. Наоборот, при положительной обратной связи ток, текущий через резистор 4, складываясь с током через резистор 7, увеличивает напряжение U поэтому, с ростом кода М „напряжения

U u U возрастают все быстрее.

*и и

Таким образом, первая производная напряжения изменяется, что является признаком нелинейности функции и и- 1 5X(+hq 118)C«+1h 412 1 8х -+С

ВЫх (IS < -N O N +а-; Х1 - +„,+а„, и i ° +а,2Мвх ао2 иСкк + (ЬХ п2 ЬХ Ю-% 2 9Х ВХ

Цля схемы (фиг.2)с . снижения 1,при отрицательной об-.

O . - ратной связи напряжения U >>.под

C3n=C4h-4=," аК=,"=О„ действием напряжения U >b

-К U

= аэто+ "ос U вь1хо ос выл, где К вЂ” коэффициент отрицательной с Из (5) и (7) после преобразований обратной связи, т. е. коэффициент, 55 для схемы 1,фиг.2) 1э.о ос выхос 18х«(U8brxoIs "9-ивхо это) вых К ° К „„„|S.Ê„

5 8244

Точность аппроксимации функций иными функциями определяется числом взаимных пересечений, которое равно числу независимых коэффициентов аппроксимирующей функции. Дробно-рациональные функции (5) и (8) в качестве аппроксимирующих имеют независимых коэффициентов 2(й+2) и 4 соответственно, Преобразователи по схемам (фиг, 1 и 2)имеют фиксированные параметры аппроксимации. Их возможности можно расаирить, если изменять коэффициенты функций (51и(81 с помощью . дешифратора и. управляемых им клюией, 1 . коимутирующих параметры источника 1 и усилителя 3 на границах участков аппроксимации. Этим реализуется ку1 сочно-нелинейная аппроксимация-. В

;ЧаСтном случае, для схемы(фиг.21воз- 20 можна линейная зависимость 0 от

ВЫХ

ЙВХ. Для этого необходимо разорвать обратную связь с выхода усилителя

3 на вход источника 1 °

Предлагаемый преобразователь (фиг.1) имеет более высокую точность .аппроксимации„потому что число не-

:,зависимых коэффициентов функции (5)

;превышает число таких коэффициентов соответствующей функции для известно- Зо, го преобразователя на число незавиlñèìûõ коэффициентов знаменателя (5}, т. е.. в 2 раза в наиболее благоприятном случае. Преимущество предлагаемого

Ь преобразователя (фиг. 1) по точности сохраняется в случае упрощения,. источника 1 в сравнении с известным, Например, в квадратичном преобразователе по известной функциональной схеме функциональный источник эталонного йапряжения содержит ДП, а квадратичная функция U Sb1g (; (N ) имеет 3 независимых коэффициента, в то же время в предлагаемом преобра-. зователе (фиг.2) источник 1 не содержит ДП, но функция (8)имеет 4 независимых коэф,рициента, Формула изобретения

Функциональный преобразователь ко,ца в напряжение, содержащий последовательно включенные функциональный источник эталонного напряжения, декоднрующий преобразователь и выходной усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, выход преобразователя через введенный элемент обратной связи соединен. со входом функционального источника эталонного напряжения;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Полупроводниковые кодирующие и декодирующие преобразователи. Под ред. Смолова В, Б. и Смирнова Н. А.

Л., "Энергия", 1967, с, 109, рис. l54.

824421

Заказ 2148/82 Тираж 988 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель А. Симагин

Редактор В. Иванова Техред M.Табакович, Корректор М. Коста