Преобразователь кода в импульсы ступенчатой формы

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 240381 (21) 3291494/18-21 ($1) М. КЛ.

Н 03 К 13/02 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 15.1182. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 151182 (72) Автор изобретения

А.П.Литвинов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В ИМПУЛЬСЫ СТУПЕНЧАТОЙ

ФОРМЫ

Изобретение относится к цифро-аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления, измерения и контроля различного назначения.

Известен преобразователь кода в импульсы сложной форма, содержащий преобразователь кода в напряжение, вход которого соединен с шиной входного кода, а выход — с сигнальными входами Основного блока аналоговых ключей, выходы которых через резисторную матрицу подключены к выходной шине устройства1 1).

Q <î -+л i«+q

Известен также преобразователь ко-. да в импульсы ступенчатой формы, со2р держащий преобразователь кода в напряжение, вход которого соединен с ши- . ной входного кода, а выход — с сигнальными входами основного блока аналоговых ключей, выходы которых через резистивную матрицу подключены к выходной шине устройства, последовательно соединенные регистр, дополнительный блок ключей, счетчик, временной распредел .тель, регистр блокировки, элемент И и блок ключей блокировки, вь1ходы которых соединены с где

Недостатком этого устройства является то, что для получения выходных импульсов сложной формы требуется сложная схема управления. Причем во многих радиоэлектронных системах управления возникает задача преобразования кода в амплитудно-модулированный импульс сложной формы в соответствии с уравнением

6(Ц вЂ” функция, описывающая форму выходных импульсов, МИ вЂ” вхОДнОЙ КОД (И = Ор1g2 } у коэффициент пропорциональности, то — время нахо щения входного кода на приемном регистре.

Так, в цифровых системах управления часто требуется преобразование кода в импульс ступенчатой формы

1Q (4}=+„RA% 6; t t„. 1=4,а,..., i), (g> где Я вЂ” натуральное число;

«а — постоянные коэффициенты и

974569 управляющими входами основного блока аналоговых ключей, а управляющие входы — с выходом регистра блокировки, вход регистра блокировки соединен

c шиной кода блокировки, выход временного распределителя соединен с пер 5 вым входом элемента И, второй вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, а третий вход — с выходом счетчика и сигнальными входами дополнительного блока ключей, выход !О элемента И подключен к управляющему входу счетчика, входы регистра и счетчика подключены к шине кода, управляющего длительностью импульсов 2 ). 15

Недостатком устройства является его сложность, обусловленная тем, что кроме приемного регистра, блока аналоговых ключей и резистивной матрицы, входящих в состав типового 20 преобразователя кода в напряжение (ПКН),он дополнительно содержит еще один блок аналоговых ключей, два дополнительных блока ключей, два регистра, счетчик, трехвходовой элемент И, резистивную матрицу и генератор опорных импульсов. Кроме того, вследствие использования для формирования коэффициентов Q . Резистивной матрицы все коэффициейтыс оказываются одного знака, не превосходят З0 единицы по модулю и величина их зависит от сопротивления нагрузки.

В результате точность преобразователя оказывается невысокой (особенно при переменной нагрузке ), а класс 35 воспроизводимых выходных импульсов ограничен однополярными импульсами.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, 40 что в преобразователь кода в импульсы ступенчатой формы, содержащий входную шину, тактовую шину, приемный регистр, первый вход которого подключен к входной шине, источник 45 эталонного напряжения, блок аналоговых ключей, резистивную матрицу, разрядные входы которой соединены с соответствующими выходами блока аналоговых ключей, и временной распределитель, дополнительно введены аналоговая запоминающая ячейка, блок элементов ИЛИ, аналоговый переключатель, первый и второй аналоговые ключи, первый и второй дополнительные элементы ИЛИ, блок умножения на постоянные коэффициенты, выходной усилитель и блок местного управления, при этом выходы приемного регистра подключены к первым входам блока элементов ИЛИ, вторые входы которого 60 соединены с соответствующими выходами временного распределителя, а выходы с управляющими входами блока аналоговых ключей, выходы которого соединены с соответствующи>ы входами блока умножения на постоянные коэффици1 енты, выход которого подключен к сигнальному входу второго аналогового ключа, выход которого соединен со входом выходного усилителя, сигнальные входы блока аналоговых ключей подключены к выходу аналогового переключателя, первый сигнальный вход которого соединен с выходом источника эталонного напряжения, а второй — с выходом аналоговой запоминающей ячейки, первый вход которой соединен с выходом первого аналогового

Ключа, вход которого подключен к выходу резистивной матрицы, причем тактовая шина соединена со входом блока местного управления, вторым входом аналоговой запоминающей ячейки, входом установки в исходное положение временного распределителя и первыми входами первого и второго дополнительных элементов ИЛИ, а первый вы ход блока местного управления подключен ко второму входу приемного регистра, второй выход — к управляющему входу первого аналогового ключа, третий выход — к третьему входу приемного регистра, к входу запуска временного распределителя и ко вторым входам первого и второго дополнительных элементов ИЛИ.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Преобразователь кода .в импульс ступенчатой формы содержит входную шину 1, тактовую шину 2, приемный регистр 3, вход которого подключен к входной шине, источник эталонного напряжения 4, блок аналоговых ключей 5, резистивную матрицу б, разрядные входы которой связаны с соответствующими выходами блока аналоговых ключей 5, временной распределитель 7, аналоговую запоминающую ячейку (АЗЯ ) 8, блок элементов ИЛИ 9, аналоговый переключатель 10, первый

11 и второй 12 аналоговые ключи, первый 13 и второй 14 дополнительные элементы ИЛИ, блок 15 умножения на постоянные коэффициенты, выходной усилитель 16 и блок местного управления (БМУ ) 17.

Управляющие входы блока аналоговых ключей 5 подключены к соответствующим выходам приемного регистра 3 через блок элементов ИЛИ 9. Выходы блока аналоговых ключей 5 подключены к резистивной матрице б и к соответствующим входам блока 15 умно>кения на постоянные коэффициенты сГ.„, выход которого через аналоговый ключ 12 соединен со входом выходного усилителя 16. Сигнальные входы блока аналоговых ключей 5 соединены с выходом аналогового переключателя

10, первый сигнальный вход которого связан с выходом источника эталон974569 ного напряжения 4, второй — с выходом АЗЯ 8. Первый вход запоминающей ячейки 8 подключен к выходу ключа 11, нход которого связан с выходом резистивной матрицы б. Первые входы блока элементов ИЛИ 9 связаны с выходами приемного регистра 3, а вторые — с соответствующими выходами временного .распределителя 7. Тактовая шина 2 преобразователя соединена со входом БИУ )7, вторым входом (входом сброса) АЗЯ 8, входом установки в исходное положение временного распределителя 7 и первыми входами первого 13 и второго 14 дополнительных элементов ИЛИ. Первый выход ВМУ 15

17 подключен ко входу приема 18 кода Х на приемный регистр 3, второй— к управляющему входу аналогового ключа 11, третий — к второму входу первого 13 и второго 14 дополнительных элементов ИЛИ, к основному входу (входу запуска) временного распределителя 7 и ко входу сброса 19 приемного регистра 3. Число двухнходовых элементов ИЛИ в блоке 9 равно числу аналоговых ключей в блоке 5, числу устройств умножения на постоянные коэффициенты в блоке 15 и совпадает с разрядностью m числовой части преобразуемого кода Х

Рассмотрим работу предлагаемого преобразователя в д -м цикле преобразонания, т. е . при И Т, с.Е (н+ )Т °

Каждый цикл начинается с прихода очередного тактового импульса R на шину 2 и входного кода Х+„, на входную шину I. Тактовый импульс сбрасывает в ноль АЗЯ 8, возвращает в исходное положение временной распределитель 7 через первый 13 и второй 14 дополнительные элемен- 4О ты ИЛИ, подключает к выходу аналогового переключателя 10 источник эталонного напряжения 4 и размыкает аналоговый ключ 12, а также запускает

БМУ 17 (который может быть выполнен, 45 например, в виде последовательно включенных )3 -триггеров, на сдвигаю щем регистре, линии задержки с отводами и др.).ПИУ 17 формирует на своих трех выходных шинах последовательность сдвинутых во времени импульсов. Импульс на первом выходе БМУ 17 формируется через промежуток времени, достаточный для затухания переходных процессов сброса в АЗЯ 8 и поступает на вход 18 регистра 3. Этот импульс осуществляет прием входного кода + на приемный регистр 3. Так как сигналы на выходных шинах временного распределителя 7 в это время отсутствуют, то сигналы с выхода регистра 3 через блоки 9 и 5 поступают на вход резистивной матрицы б, осу,ществляя преобразование входного кода Х в пропорциональное ему напря"жение (или ток ). После затухания пе- 65 реходных процессов н преобразователе сигнал на втором выходе БИУ 17 открывает первый аналоговый ключ 11 на время, необходимое для запоминания результата преобразования "коданалог" н АЗЯ 8, после чего сигнал с третьего выхода БМУ 17 через вход

19 сбрасывает в ноль приемный регистр 3 через дополнительные элементы ИЛИ 13 и 14, подключает к выхо. ду аналогового переключателя 10 АЗЯ

8 и замыкает второй аналоговый ключ

12, а также запускает временной распределитель 7. Временной распределитель 7 в моменты нремени

I формирует на своих выходных шинах серию импульсов постоянноп амплитуды .с длительностями (.„=+ . -- „, 1 =1, 2,...., д., обеспечивающих очередное последовательное но времени открывание ключеи блока 5 на промежутки времени .(1-номер ключа), в результате чего выходной сигнал АЗЯ 8 в блоке

15 последовательно но времени умножается на постоянные коэффициентыф;.

Таким образом, на выходе усилителя 1б получается импульс ступенчатой формы, описываемый выражениями (11 и(2 ), параметры которого d„.. и Г„можно менять в широких пределах за счет настройки блоков 15 и 7. Временной распределитель 7 может быть выполнен, например, в виде интегратора, на вход которого по сигналу с БМУ 17 подключается постоянн и сигнал, а выход через нуль-органы (компараторы) подключен к выходным шинам распределителя 7. Меняя постоянный входной сигнал и пороговые сигналы компараторов, можно в широких пределах менять промежутки времени Т ; .

Таким образом, предлагаемый преобразователь кода н импульсы ступенча". той формы обладает более простой схемой, по сравнению с известными более высокой точностью и более широкими функциональными возможностями.

Количество оборудования зависит от разрядности преобразуемого кода.

Так, для десятиразрядного преобразователя, построенного на интегральных схемах общего применения, выигрыш в числе корпусов интегральных схем по сравнению с прототипом составляет 10-15%.

Введение блока элементов ИЛИ 9, аналогового переключателя 10, аналогового ключа 11 и АЗЯ 8 позволяет использовать один и тот же блок аналоговых ключей 5 как для коммутации элементов резистивной матрицы б, так и для коммутации элементов блока 15 устройств умножения на постоянные коэффициенты, и в дна раза сократить число аналоговых ключеи н преобразователе.

Применение блока 15 умножения на постоянные коэффициенты (выполненного

974569 например, на операционных усилителях) вместо дополнитель ной ре зистивной матрицы прототипа позволяет реализовать коэффициенты О „ любого знака и любой (в пределах технической возможности) величины, Использование выходного усилителя 16 позволяет исключить зависимости точности преобразователя от сопротивления нагрузки.

Формула изобретения

Преобразователь кода в импульсы ступенчатой форьы, содержащий входную шину, тактовую шину, приемный регистр, первый вход которого подключен к входной шине, источник эталон". ного напряжения, блок аналоговых ключей, резистивную матрицу, разрядные входы которой соединены с .соответствующими выходами блока аналоговых ключей, и временной распределитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения преобразования, .в него введены аналоговая запоминающая ячейка, блок элементов ИЛИ, аналоговый переключатель, первый и второй аналоговые ключи, первый и второй дополнительные элементы ИЛИ, блок умножения на постоянные коэффициенты, выходной усилитель и блок местного управления, при этом выходы приемного регистра подключены к первым входам блока элементов ИЛИ, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами временного распределителя, а выхо,ды — с управляющими входами блока аиалоговых ключей, выходы которого соединены G соответствующими входамр блока умножения на постоянные коэффициенты, выход которого подключен к сигнальному входу второго аналогового ключа, выход которого соединен со входом выходного усилителя, сигнальные входы блока аналоговых ключей подключены к выходу аналогового переключателя, первый сигнальный вход которого соединен с выходом источника эталонного напряжения, а второй — с выходом аналоговой запоминающей ячейки, первый вход кОторой соединен с выходом первого аналогового ключа, вход которого подключен к выходу резистивной матрицы, причем тактовая шина соеди.нена со входом блока местного управления вторым входом аналоговой запоминающей ячейки, входом установки в исходное положение временного распределителя и первыми входами первого и второго дополнительных элементов ИЛИ, а первый выход блока местного управления подключен ко второму входу приемного регистра, второй выход — к управляющему входу первого аналогового ключа,третий выход — к третьему входу приемного регистра, к входу запуска временного распределителя и ко вторым âõ дам первого и второго дополнительных, элементов ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3S 1. Клебанский Р.Б. Преобразователи кода в напряжение, М., "Энергия", 1973, с.18-19.

2. Авторское свидетельство СССР

М 617831, кл. Н 03 К 13/02, 15.11.76

Щ (прототип).

974569

Составитель A.Âoéòîâ

Редактор А.Долинич Техред A..Ач Корректор Н.Король

Заказ 8734/77

Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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