Способ преобразования кода в постоянный сигнал и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания высокоточных цифроаналоговых преобразователей. Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет уменьшения пульсаций. Устройство содержит регистр 3, блок управления 2, блоки 4 инверторов кода, преобразователи 5 групп младших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал, преобразователь 6 группы старших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал, элементы НЕ 7, ключи 8, источники 11 образцовых сигналов, генератор импульсов 9, фильтр 10, сумматор 12 аналоговых сигналов. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 03 И 1/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ГО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЫ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4336990/24-24 (22) 30. 11.87 (46) 28.02.90. Бюл. Р 8 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) С.И. Кондрашов, А.Ю. Бородинов и Л.А. Никитина (53) 6&1.325(088.8) (56) Балакай В.Г. и др. Интегральные схемы АЦП и ЦАП. М.: Энергия, 1978, с. 39-43.

Авторское свидетельство СССР

У 940294, кл. Н 03 М 1/66, 1980. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОДА В ПОСТОЯННЫЙ СИГНАЛ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

„SU„, 1547068 А 1

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания высокоточных цифроаналоговых преобразователей. Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет уменьшения пульсаций. Устройство содержит регистр 3, блок управления 2, блоки 4 инверторов кода, преобразователи 5 групп младших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал, преобразователь 6 группы старших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал, элементы НЕ 7, ключи 8, источник 11 образцовых сигналов, генератор импульсов 9, Фильтр t0 сумматор 12 аналоговых сигналов.

2 с.п.ф-лы, 2 ил.

1547068

Изобретение относится к технике треобразования цифровых величин в

@налоговые и может быть использовано три разработке высокоточных цифроана5 поговых преобразователей и источниКов калиброванных сИгналов для систем метрологического контроля.

Целью изобретения является повышение точности преобразования. 10

Цель достигается тем, что согасно способу преобразования кода постоянный сигнал, основанному на зделении преобразуемого кода íà m рупп разрядов, йреобразовании m-A руппы разрядов преобразуемого кода

m-ю последовательность широтно-имльсных сигналов с длительностями импульсов, пропорциональными коду данной группы, и амплитудами импульсов, пропорциональными номеру данной группы кода, суммировании m последовательностей широтно-импульсных сигналов и усреднении полученного суммарного сигнала, дополнительно посйе 25 разбиения преобразуемого кода на m групп инвертируют m-1 групп младших разрядов преобразуемого кода, преоб разуют m-1 групп инверсных младших разрядов кода в последовательности широтно-импульснвх сигналов с дли) тельностями импульсов, пропорциональными коду m-1 групп и равными

f1L1 т,. =т,, a;h ро где i — номер группы;

j — номер разряда в i-й группе; а,. — инверсное значение ) -ro

j разряда в -й группе;

h — основание системы счисления;

То - период постоянной опорной частоты, 40 и амплитудами импульсов, пропорциональными номеру группы кода, и инвертируют эти последовательности.

На фиг. 1 приведена схема устройства для осуществления предлагаемого

50 способа; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для преобразования кода в постоянный сигнал содержит шину 1 входного преобразуемого кода, блок 2 управления, регистр 3,. блоки

4 инверторов кода, преобразователи 5

m-1 групп младших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал, преобразователь 6 m-й группы (старших) разрядов кода в широтно-импульсный сигнал, элементы HE 7, ключи 8, генератор 9 импульсов, фильтр 10 источники 11 образцовых сигналов, и сумматор 12 аналоговых сигналов °

Устройство работает следующим образом.

Преобразуемый код заносится в регистр 3 по сигналу "Запуск", поступающему с блока 2 управления. Код на выходе регистра 3 разбит на m групп.

Разряды старшей группы кода поступают.на информационные входы преобразователя 6 группы старших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал. Разряды групп младших разрядов кода поступают на блоки 4 инверторов кода, которые инвертируют каждый разряд каждой младшей группы кода. Инверсные значения кодов групп младших разрядов кода поступают на информационные входы преобразователей 5 групп младших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал. Импульсы генератора

9 и сигналы блока 2 управления управляют работой преобразователей 5 групп младших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал и преобразователя 6 группы старших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал, на выходах которых появляются последовательности широтно-импульсных сигналов. Длительности этих широтно-импульсных сигналов пропорциональны кодам групп, поступающих на входы этих преобразователей 5 и 6.

Блок 2 управления полностью иден- . тичен блоку управления устройствапрототипа и представляет собой временной распределитель. Преобразователи 5 групп младших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал и преобразователь 6 группы старших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал могут быть реализованы на счетчиках импульсов.

Широтно-импульсные сигналы с вы-. хода преобразователя 6 группы старших разрядов кода в широтно- импульсный сигнал управляют подключением образцового сигнала от соответствующего источника 11 образцового сигнала через соответствующий ключ 8 на вход сумматора 12 аналоговых сигналов, Широтно-импульсные сигналы с выходов преобразователей 5 групп младших разрядов кода в широтно-импульс5 1547 ный сигнал инвертируются элементами

НЕ 7 и управляют подключением образцовых сигналов от соответствующих источников 11 образцовых сигналов через соответствующие ключи 8 на входы сумматора 12 аналоговых сигналов.

Сумматор 12 аналоговых сигналов суммирует поступающие на его входы анало- говые сигналы. Аналоговый сигнал с

10 выхода сумматора 12 аналоговых сигналов поступает на вход фильтра 10 который выделяет постоянную составляющую аналогового сигнала, являющуюся постоянным сигналом пропорциоУ 15 нальным входному коду преобразователя кода в постоянный сигнал.

Временные диаграммы, показанные на фиг. 2, .приведены для случая девятиразрядного преобразуемого кода 20

110110110, разбитого на три группы по три разряда. Первая группа содержит 110, вторая группа — 110, а . с . третья группа — 110. На выходе блока 4 инверторов кода второй группы 25 имеется код 001, а на выходе блока 4 инверторов кода третьей группы — код

001. На диаграмме А приведены импульсы на выходе генератора 9 импульсов; на диаграмме Б — широтно-импульсные сигналы на выходе преобразователя 6 группы старших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал; на диаграммах

В и à — широтно-импульсные сигналы на выходе преобразователей 5 групп младших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал (диаграмма В предназначена для второй группы кода, а диаграмма à — для третьей группы кода); на диаграммах Д и Š— широтно-импульсные сигналы на выходах элементов НЕ 7 (диаграмма Д предназначена для второй группы кода, а диаграмма Š— для третьей группы кода); на диаграмме Ж вЂ” сигнал на

45 выходе сумматора 12 аналоговых сигналов.

Относительная погрешность от пульсаций сигнала на выходе устройства для преобразования достигает своего мак- 5О симального значения при условии

068 6

При выполнении укаэанного условия для в сех групп кодов о тиос и тельная погрешность от пульсаций сигнала на выходе устройства для преобразования кода в постоянный сигнал может быть

Въ III снижена в (с E;) /(Е,. — K,Е,.) раэ, где F., - значение сигнала на выходе источника образцового сигнала i-A группы кода. Относительная погрешность от пульсаций сигнала на выходе устройства для преобразования кода в постоянный сигнал достигает максимального значения при условии

Тн; = 0,5 Т, Т к; — 0 или Т,= Т где i = 2 3 я1 IL I у у ° ° ° m.

Максимальная относительная погрешность от пульсаций сигнала на выходе

I m устройства для преобразования в (.! . Е ) /Е

; /, раз меньше погрешности преобразования по известному способу.

Для случая преобразования девятиразрядного входного кода, разбитого на три группы, при номинальном значении— выходного постоянного сигнала 10 23В

Ф Э значения Е„Е и Е выбираются из соотношений: Е,, + Е + Е = 10,24В;

Ет = SE2%% и 2 = 8ЕЗ- Иодя из этих соотноШений, Е, = 8,96877; Е =

1,1211; E > = 0,140137. Таким образом, для данного примера максимальная относительная погрешность от пульсаций выходного сигнала может быть уменьшена в 1,14062 раза па сравнению с известным способом.

Формула изобретения

Т 1.. = 0,5 Тч где i й

55 т

- номер группы кода; — длительность импульса широтно-импульсного сигнала

i-й группы кода; — период повторения широтноимпульсных сигналов. !i>п.

1. Способ преобразования кода в постоянный сигнал, основанный на pas делении преобразуемого кода на m групп разрядов, преобразовании ш-й группы разрядов преобразуемого кода в ш-ю последовательность широтноикпуйьсных сигналов с длительностью импульса,,пропорциональной коду данной группы разрядов, и амплитудой импульса, пропорциональной номеру данной группы разрядов, суммировании ш последовательностей широтноимпульсных сигналов и усреднении полученного суммарного сигнала, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, после разделения преобразуемого кода на m групп разрядов инвертируют коды ш-.1 групп младших разрядов пре1547068 образуемого кода, преобразуют их в

m-"1 последовательности широтно-импульсных сигналов с длительностью импульса в каждой, пропорциональной коду соответствующей группы разрядов, и амплитудой импульса, пропорциональн и номеру данной группы разрядов, и инвертируют эти последовательности ротно-импульсных сигналов. 10

2. Устройство для преобразования к да в постоянный сигнал, содержащее р гистр,. m-1 преобразователей групп

М адших разрядов кода в широтно-имльсный сигнал, преобразователь 15 группы старших разрядов кода в широтн -импульсный сигнал, m ключей, ш источников образцовых-сигналов, сумм тор аналоговых сигналов, фильтр, генератор импульсов,. блок управления, gp п рвый выход которого соединен с вход м записи регистра, входы которого я ляются.входной шиной, первая групп выходов соединена с информационQnm входами преобразователя группы старших разрядов кода в широтно-имп тльсный сигнал, первый управляющий в од которого соединен с вторым вых здом блока управления, второй управляющий вход - с выходом генератора. 30

I г. импульсов, а выход — с управляющим входом соответствующего m-го ключа, информационные входы ключей соединены с выходами соответствующих источников образцовых сигналов, а выходы— с соответствующими входами сумматора аналоговых сигналов, выход которого соединен с входом фильтра, выход которого является выходной шиной, первый управляющий вход преобразователей групп младших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал соединен с вторым выходом блока управления, а второй управляющий вход — с выходом генератора импульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены m-i блоков инверторов кода, ш-1 элементов НЕ, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих m-1 ключей, а входы— с выходами соответствующих преобразователей групп младших разрядов кода в широтно-импульсный сигнал, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих m-1 блоков инверторов кода, входы которых соединены с соответствующими выходами ш-1 групп выходов регистра.

1547068

Редактор А. Лежнина

Тираж 665

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 85

Составитель В.Махнанов

Техред Д. Сердокова Корректор В. Гирняк