Цифроаналоговый преобразователь

 

1. ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий источник опорного напряжения, выход которого соединен с первыми входами переключателей, вторые входы которых подключены к общей шинe резистивную матрицу, входы которой соединены с выходами соответствующих переключателей, усредняющий блок, вход которого соединен с выходом резистивной матрицы, а выход - с выходной шиной, сдвигающий регистр,выходы которого соединены соответственно с управляющими входами переключателей, счетчик импульсов, блок сравнения кодов и генератор импульсов , выход которого соединен с входом счетчика импульсов, первые выходы которого подключены к первьм входам блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с шиной входного кода, отличающийс я тем, что, с целью упрощения, в негр введены формирователь ПНМ - сигнала и блок формирования сдвигакицих импульсов, первый вход которого соединен с первым выходом блока сравнения кодов, второй вход - с вторьм выходом счетчика импульсов, а выход с входом синхронизации сдвигакицего регистра, информационный вход которого подключен к выходу формирователя ШИМ-сигнала, первый вход которого соединен с вторым выходом блока сравнения кодов, второй вход - с третьим выходом счетчика импульсов. 2.Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й-с я тем, что каждый разряд сдвигающего регистра выполнен на последовательно соединенных основной и дополнительной триггерных ячейках , синхронизирующие входы которых соединены с входом синхронизации сдвигающего регистра, причем первый выход основной триггерной ячейки каждого разряда, кроме последнего, подключен к входу дополнительной триггерной ячейки следующего разряда, вход первой из которых соединен с информационным входом сдвигакндего ре (Л гистра, выходы которого подключены к вторым входам основных триггерных ячеек. 3.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что блок формирования сдвигающих импульсов выполнен на элементе выделения первого импульса, элементе выделения второго импульса и элементе суммиро|вания импульсов, причем первый вход ; блока формирования сдвигающих импульсов соединен с входом элемента выделения второго импульса, второй вход с входом элемента выделения первого , импульса, выход KOTojioro соединен с первым входом элемента суммирования импульсов, второй вход которого соединен с выходом элемента выделения второго импульса, а выход -.с выходом блока формирования сдвигакнцих импульсов .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 Н 03 М 1 86

« ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«»

«1

К ABTOPCH0IVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTl41 (2 1,) 3556691/24-21 (22) 24.02.83 (46) 23. 11.86. Бюл. У 43 (72) N.Ë. Кулиш,. Г.Х. Михайлов и P.Ï. Ребане (53) 681.325(088.8) (54)(57) 1. БИфРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий источник опорного напряжения, выход которого соединен с первыми входами переключателей, вторые входы которых подключены к общей шине резистивную матрицу, входы которой соединены с выходами соответствующих переключателей, усредняющий блок, вход которого соединен с выходом резистивной матрицы, а выход — с выходной шиной, сдвигающий регистр, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами переключателей, счетчик импульсов, блок сравнения кодов и генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, первые выходы которого подключены к первым входам блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с шиной входного кода, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью упрощения, в него введены формирователь 1ИШ вЂ” сигнала и блок формирования сдвигающих импульсов, первый вход которого соединен с первым выходом блока сравнения кодов, второй вход — с вторым выходом счетчика импульсов, а выход— с входом синхронизации сдвигающего регистра, Информационный вход которого подключен к выходу формирователя

ШИМ-сигнала, первый вход которого соединен с вторым выходом блока сравнения кодов, второй вход — с третьим выходом счетчика импульсов.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю щ и й-с я тем, что каждый разряд сдвигающего регистра выполнен на последовательно соединенных основной и дополнительной триггерных ячейках, синхронизирующие входы которых соединены с входом синхронизации сдвигающего регистра, причем первый выход основной триггерной ячейки каждого разряда, кроме последнего, подключен к входу дополнительной триггерной ячейки следующего разряда, вход первой из которых соединен с ин- Е формационным входом сдвигающего регистра, выходы которого подключены к вторым входам основных триггерных ячеек.

3. Преобразователь по п. 1, о т — Я л и ч а ю шийся тем, что блок формирования сдвигающих импульсов выполнен на элементе выделения пер- » вого импульса, элементе выделения д, второго импульса и элементе суммиро вания импульсов, причем первый вход.

: блока формирования сдвигающих импульсов соединен с входом элемента выделения второго импульса, второй вход— с входом элемента выделения первого ,импульса, выход которого соединен с первым входом элемента суммирования импульсов, второй вход которого сое- ф динен с выходом элемента выделения второго импульса, а выход — с выходом блока формирования сдвигающих импуль- сов.

294 2 первый вход которого саединен с первым выходом блока сравнения кодов, второй вход — с вторым выходом счетчика импульсов, а выход — с входом синхронизации сдвигающего регистра, информационный вход которого подключен к выходу формирователя ШИМ-сигнала, первый вход которого соединен с вторым входом блока сравнения кодов, второй вход — с третьим выходом счетчика импульсов.

Кроме того, каждый разряд сдвигающего регистра выполнен на последовательно соединенных основной и дополнительной триггерных ячейках, синхронизирующие входы которых соединены с входом синхронизации сдвигающего регистра, причем первый выход основной триггерной ячейки каждого разряда кроме последнего подключен к входу дополнительной триггерной ячейки следующего разряда, вход первой из которых соединен с информационным входом сдвигающего регистра, выходы которого подключены к вторым входам основных триггерных ячеек.

При этом блок формирования сдвигающих импульсов выполнен на элементе выделения первого импульса, элементе вьделения второго импульса и элементе суммирования импульсов, причем первый вход блока формирования сдвигающих импульсов соединен с входом элемента вьделения второго импульса, второй вход — с входом элемента выделения первого импульса, выход которого соединен с первым входом элемента суммирования импульсов, второй вход которого соединен с выходом элемента вьделения второго импульса, а выход †. с выходом блока формирования сдвигающих импульсов.

Целью изобретения является упрощение.

Цель достигается тем, что в цифроаналоговый преобразователь, содержащий источник опорного напряжения,выход которого соединен с первыми входами переключателей, вторые входы ко40 торых подключены к общей шине, резистивную матрицу, входы которой соединены с выходами соответствующих переключателей, усредняющий блок, вход которого соединен с выходом резистив45 ной матрицы, а выход - с выходной шиной, сдвигающий регистр, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами переключателей, счетчик импульсов, блок сравнения ко- 0 дов и генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, первые выходы которого подключены к первым входам блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с шиной входного кода,введены формирователь ШИИ-сигнала и блок формирования сдвигающих импульсов, t 1143

Изобретение относится к электронной измерительной технике и может быть использовано, в частности, для построения прецизионных калибраторов.

Известен цифроаналоговый преобразователь, содержащий генератор импульсов, регистр, счетчик, триггер, переключатель, источник опорного напряжения и фильтр.

Однако быстродействие данного уст- 10 ройства ограничивается параметрами переключателя и фильтра.

Известен также цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), содержащий источник опорного напряжения, выход 15 которого соединен с первыми входами переключателей, вторые входы которых подключены к общей шине, резисторную матрицу, усредняющий блок, сдвигающий регистр, выходы которого соеди- 20 иены с управляющими входами переключателей, счетчик импульсов, блок сравнения кодов и генератор, выход которого соединен с выходом счетчика импульсов, первые входы которого подключены к первым входам блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с шиной входного кода.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, обус- 30 ловленная наличием элементов памяти, включенных последовательно с переключателем в каждом разряде, На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, резистивную матрицу на резисторах 2, усредняющий блок 3, переключатели 4, счетчик 5, блок 6 сравнения кодов, сдвигающий регистр 7, содержащий основные 8 и дополнительные 9 триггерные ячейки, источник 10 опорного напряжения, формирователь

11 ШИИ-сигнала, блок 12 формирования сдвигающих импульсов, состоящий из элемента 13 выделения первого импульса, элемента 14 выделения второго импульса и элемента 15 суммирования, 3 1143 шину 16 входного кода и выходную шину 17.

Генератор 1 импульсов соединен с входом счетчика 5, первые выходы ко1 торого подключены к первым входам блока 6 сравнения кодов, вторые входы, которого соединены с шиной 16 входного кода. Первые выходы блока 6 сравнения кодов и счетчика 5 подключены соответственно к первому и второму 10 входам блока 12 формирования сдвигающих импульсов, выход которого подключен к входу синхронизации сдвигающего регистра 7. Выходы сдвигающего регистра 7 подключены к управляющим t5 входам переключателей 4. Вход сдвигающего регистра 7 соединен с выходом формирователя 11 IIIHM-сигнала, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторыми выходами бла- 20 ка 6 сравнения кодов и счетчика 5 импульсов. Первые входы переключателей

4 подключены к выходу источника 10 опорного напряжения. Выходы переключателей 4 через резисторы 2 соедине- 25 ны с входом блока 3, выход которого подключен к выходной шине 17. Вторые входы переключателей 4 соединены с общей шиной.

Вход синхронизации сдвигающего регистра 7 соединен с входами синхронизации всех основных 8 и дополнитель- ных 9 триггерных ячеек. В каждом разряде выход дополнительной триггерной ячейки 9 подключен к входу основной триггерной ячейки 8, выход которой в каждом разряде кроме последнего соединен с входом дополнительной триггерной ячейки 9. Вход дополнительной триггерной ячейки 9 первого разряда подключен к входу сдвигающего регистра 7, выходы которого соединены с вторыми выходами основных триггерных ячеек 8.

1S

Первый вход блока 12 формирования сдвигакицих импульсов через элемент

14 выделения второго импульса соединен с вторым входом элемента 15 суммирования импульсов, первый вход ко- 50 торого через элемент 13 выделения первого импульса соединен с вторым входом блока 12 формирования сдвигающих импульсов, выход которого подключен к выходу элемента 15 суммирова- 55 ния импульсов.

Устройство работает следующим образом.

294 4

Генератор 1 запускает счетчик 5, показанный в виде последовательного соединения двух счетчиков — счетчика

5-1 младших разрядов и счетчика 5-2 старших разрядов. В момент переполнения (обнуления) счетчика 5-2 вырабатывается импульс U g (cM. фиг. 1 и 2) начальной установки формирователя 11 (например К-S-триггера) в состояние " 1". Каждый разряд счетчика 5-2 имеет также выходы на соответствующие входы блока 6-2 сравнения кодов, сигнал на выходе которого, вырабатываемый в момент совпадения кодов счетчика и входного кода преобразователя, возвращает формирователь

11 в исходное состояние "0". В результате на его выходе формируется импульс U, длительность которого и пропорциональна входному коду N

4 преобразователя, показанного на

l фиг. 2, 1 Т вЂ” 2 ——

3 К где Т вЂ” период преобразования, К вЂ” число фаз широтно-импульсной модуляции, каждая из которой образована последовательным .. соединением переключателя

4-i и резистора 2-i °

Аналогично формируются парные импульсы Б„ и У„, синхронизирующие работу сдвигающего регистра 7: первый из них — в момент переполнения (обнуления) младших разрядов счетчика 5-1, второй — в.момент совпадения кода счетчика 5-1 с кодом управления младшими разрядами преобразователя (Я), при этом элементы выделения первого

13 и второго 14 импульсов обеспечивают формирование неперекрывающихся коротких импульсов, необходимых для правильной работы (тактирования) сдвигающего регистра 7. Сформированные таким образом парные импульсы повторяются с периодом Т/К и сдвинуты относительно друг друга на временной интервал t, пропорциональный коду управления (N) младшими разрядами преобразователя (на фиг. 2

Т/3K). После сложения в элементе

15 эти импульсы (U < ) поступают на синхронизирующий вход сдвигающего регистра 7.

Емкость счетчика 5 выбирается в зависимости от требуемой разрешающей способности преобразователя,при этом количество старших разрядов

1143294

S счетчика определяется числом фаз преобразователя — К (в случае построения счетчика в двоичном коде количество его старших разрядов равно

1оя К) .

Под воздействием импульсов с элемента 15 суммирования (О„ ), поступающих на синхронизирующий вход сдвигающего регистра 7, осуществляется последовательный сдвиг широтно-модулированного импульса U „, поданного на вход сдвигающего регистра 7 ° При .этом триггеры основных триггерных ячеек 8 срабатывают через равные интервалы Т/К в моменты подачи импуль- 15 сов U< и возвращаются в исходное состояние в момент подачи импульсов U

44 причем длительность широтно-модулированного импульса U пропорциональ<л на суммарному коду N = N g + Ы (см. 2р фиг ° 2) .

С выходов сдвигающеро регистра 7 сигналы поступают на управляющие входы переключателей 4, в результате на их выходах вырабатывается из напряжения Е опорного источника 10 К последовательностей широтно-модулированных импульсов. (К вЂ” фазный mHYi-сигнал), которые после суммирования на резисторах 2 и усреднения в блоке 3 создают на выходной шине 17 преобразорателя сигнал, пропорциональный входному соду N.

Таким образом, предлагаемый преобразователь за счет введения новых блоков (формирователя IIIHM-сигналов и блока формирования сдвигающих импульсов) позволяет преобразовывать входной код более простыми средствами при сохранении высокой точности преобразования.

1143294

Ug=g

Корректор С. Шекмар

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор П. Горькова Техред К.Попович

Заказ 6496/3 Тираж 816.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

see