Способ преобразования кода в постоянный сигнал

 

Ю. A. Пасынков и А. А. Чайка

Новосибирский электротехнический ийститут (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОДА

B ПОСТОЯННЫЙ СИГНАЛ

Изобретение относится к технике преобразования цифровых величин в аналоговые и может быть испсаьзовано при разработке высокоточных цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей, источников калиброванных сигналов, цифровых измерительных приборов и систем.

Известен способ преобразования кода в постоянный сигнал, заключаю чийся в усреднении сформированного широтноимпульсного сигнала, длительность ; пульса которого пропорциональна текущему значению преобразуемого кода, а период спедования импульсов — максимальному значению преобразуемого код С1) .

Недостаток указанного способанизкое быстродействие, обусловленное тем, что приведение широтно-импульс» кого сигнала к постоянному требует длительной фильтрации (усреднетшя)., Погрешность фильтрации определяется следуюшей формулой ,о т

St (1) где Т 1" ) " — период следования широтно-импульсного сигнала;

- постоянная времени фильтра;

T - период следования заполняккних импульсов И - основание системы счисления преобразуемого кода;

Vl - количество разрядов преобразуемого кода.

Вели птна, обратная гассчитанной по формуле (1) постоянной времени фильтра, определяет быстродействие данного спо2в соба преобразования.

Известен также способ преобразованияя кода в постоянный сигнал, основанный на промежуточном широтно-импульсном преобразовании, при котором форми-. второй — Kg следующих разрядов, так что пропуск разрядов между группамн отсутствует и т.д. Внутри группы ра ряды располагаются по значимости и весу точно так же, иак и в преобразуемом коде. Образованные таким образом группы последовательны.

Каждая группа выходов регистра 1 соединена со своим преобразователем 2, выход каждого из которых соединен с управляющим входом соответствующего ключа 3, на вход которого подается образцовое напряжение от соответствующего источника 4. Выходы ключей 3 соедннены со входами сумматора 5, выход которого подключен к фильтру 6.

Устройство работает следующим образом.

По команде с блока 8 управления преобразуемый код заносятся в регистр

1„a преобразователи 2 устанавливаются

1 в исходное состояние. Под воздействием импульсов генератора 7 преобразователи

2 начинают формировать ШИС с периодом 5 для первой группы Т1 = Tp Ь+ и дли» тельностью импульсов (фиг. 2 а) . 1=тй„, . где й1 — код первой группы:

К вЂ” число разрядов в первой группе.

Для 1 -й группы:

Т„-=Т Ъ"" (37 1=то" л- ° л

Следует заметить, что 0 hl Ь "-4.

К1

Значение „определяется входным преобразуемым кодом.

В течение времени „a и преобразователь 2 открывает соответствующий ключ 3, и напряжение E„îò -го источника 4 поступает на сумматор 5. На фнг. 2 а, б, в показаны амплитудно-временные диаграммы ШИС на входах сумматора 5. Значение напряжений Е,; выби рается из условия

Ео

% x K3 --1 (4) причем Ко О, т.е. 4< равно весу того разряда преобразуемого кода, который предшествует -й группе.

После суммирования результирукацей

ШИС (фиг. 2 г) фильтруется. Среднее жачение напряжения на выходе фильтра определяется как сумма средних энач ний напряжения отдельных ШИС.

3 940294 4

pyloT и суммируют + последовательно - тей широтно-импульсных сягналов, а затем усредшпот полученный суммарный сигнал f2) .

Известный способ также имеет ограниченное быстродействие и сложен вреалиэации, так как требует выполнения операции сдвига М последовательностей импульсных сигналов.

Цель изобретенная — повышение быст- щ родействия и упрсецение процесса преобразования кода в постоянный сигнал.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе преобразования кода в постоянный сигнал основанном 5 на промежуточном широтно-импульсном преобразовании, при котором формируют и суммируют у последовательностей широтно-импульсных сигналов, а затем усредняют полученнъФ суммарный сигнал, формирование в последовательностей широтно-импульсных сигналов осуществляют из л последовательных групп раз-. рядов преобразуемого кода, на которые разделяют преобразуемый код, с длительностью импульса, пропорциональной коду группы, причем для каждой из и последовательн остей широтно-импульсных сигналов период следования задают равным

T =- То Q ", где T — период следовайия импульсов j -й группы; g номер группы; То - период постоянной опорной частоты; ф — основание системы счисления преобразуемого кода;

К „. — число разрядов в 1 -й группе, а амплитуду импульсов задают равной

Ео

Е„= (z)

7 1-1

j=1 где Š— амплитуда импульсов -й группы;

E - постоянныя опорный сигнал.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, вариант; на фиг. 2 - ам45 щне работу устройства.

Устройство преобразования кода в постоянный сигнал (фиг, 1) содержит регистр 1, и преобразователей 2 кода в широтно-импульсный сигнал (ШИС), и ключей 3, и источников 4 образцового напряжения, сумматор 5, фильтр 6, генератор 7 импульсов, блок 8 управления.

Вьходы регистра разбиты на vol групп разрядов таким образом, что каждая

55 группа образуется из соседних розрядов, причем в пс рвой группе берется К4 старших рлзр1пог преобразуемого кода, во

-аК- 1

} 3

5 94

«о о«« о То«ъ

СР- Т 1" +, -Т, 1. «„То Ео

%К T "

43K y 0 tlXKj-

1=1 3 р1 и ЩТО N1 о кО «„ о О = 1 ЪТ.К. Ъ

Т

1 8)E М

=1 Ь К. N Q$ (s)

Э=" и где М, Ъ - максимальное значение преобразуемого кода;

N — текущее значение. преобразуемого кода.

Из (5) слецует, что сигнал на выходе устройства прямо пропорционаленвходному преобразуемому коду.

Быстродействие предлагаемого способа преобразования можно определить иэ формулы (1), представленной в полном виде следующим образом

9 С1 1ЕО В „. где g и (; ° — соответственно погреш1 ность усреднения и по-, стоянная усреднения

«l -го ШИС.

Суммарная погрешность фильтрации (усреднения) определяется в виде (1

В

При условий равенства постоянной времени Г1 для всех, и последовательност-й т .,= Ха-...-,-...7111 (7) перепишется как

ТО "1«К;

Есг = — ЪМ -XК И)

8Г „ „5-44 илн в у, . С ТО, « 1"1 (9) 0294 6

Формула изобретения

Способ преобразования кода в посто1п1ный сигнал «ocHQB8HHbl Й на пром ежуточ» ,ном широтно-импульсном преобразовании, 5 IlpH KoTopoM формируют и суммиряот М последовательностей .широтно-импульсных сигналов, а затем усредняют полученный суммарный сигнал, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения быстро

10 действия и упрощения процесса преобразования, формирование М последовательностей широтно-импульсных сигналов осуществляют из уп последовательных групп разрядов преобразуемого кода, на

15 которые разделяют преобразуемый код, с длительностью импульса, пропорциональной коду группы, причем для каждой из е последовательностей широтно-импульсных сигналов период следования

z0 задают равным Т„ТО / 1, где т„. период следования импульсов -й грут пы: 1 - номер группьц Т - период по стоянной опорной частоты; ф - основание системы счисления преобразуемого

35 хОдя К - число разрядов в 1 -R rpyn» пе,.а амплитуду импульсов задают равНОй

Е„=

« к„, 30 1

1 где „. - амплитуда импульсов группы;

Eo - постоянный onopHbfa сигнал.

Источники информации, принятые во яцимание при экспертизе

1, Балакай В. Г. и др. Интегральные

40 схемы АЦП и ЦАП М ю3нергияю

1978, со 39 ... 43.

2. Авторское свидетельство СССР то заявке Ne 272S823/18-21, 12.02.79

45, прото Гнп) .

040294

Составитель А. Симагяи редактор Л, Филь Техред,М.Гергель Корректор А Ференд

Заказ 4686/77 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13O35, Москва, Ж335, Раушская наб., д. 4/5

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