Цифроаналоговый преобразователь

Цифроаналоговый преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится К автома- . тике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке прецизионных преобразователей цифрового кода в аналоговый сигнал постоянного напряжения или тока с гальванической развязкой выходной цепи от логической земли и цепей питания. Цель изобрете-, ния - расширение области использования и повышение точности преобразования . Устройство содержит преобразователь 1 код-напряжение, операционный усилитель 2, трансформаторы 3,4 ключи 5,6,7, фильтры 8,9 нижних частот, выходной усилитель 10, вьшрямитель 11, генератор 12 импульсов, счетчик 13, дешифратор 14, RS-триггеры 15, 16, входную 17 и выходную 18 шины. Цифроаналоговый преобразователь обеспечивает работу со знакопеременными кодами, и за счет использованного в нем алгоритма управления ключами изменение величины тока нагрузки выходного усилителя не влияет на точность преобразования. 2 ил. € (Л 18 - фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (594 Н М 1 66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7р-р г

3>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3965186/24-24 (22) 11.10.85 (46) 15.05.87. Бюл. Ф 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) И.А. Бабанов и В.П. Курочкин (53) 681.325(088.8) (56) Электроника 1979, Р 4, с.21, рис. 1 б.

Заявка Японии !1- 55-35015, кл. Н 03 К 13/02, 1980. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к автома- . тике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке прецизионных преобразователей цифрового кода в аналоговый сигнал постоянного напряжения или тока с гальванической развязкой выходной цепи от логической земли и цепей питания. Цель изобрете-, ния — расширение области использования и повышение точности преобразования. Устройство содержит преобразователь 1 код-напряжение, операционный усилитель 2, трансформаторы 3 4, ключи 5,6,7, фильтры 8,9 нижних частот, выходной усилитель 10, выпрямитель

11, генератор 12 импульсов, счетчик !

3, дешифратор 14, RS-триггеры 15, 16, входную 17 и выходную !8 шины.

Цифроаналоговый преобразователь обеспечивает работу со знакопеременными кодами, и за счет использованного вием алгоритма управления ключами изменение величины тока нагрузки выходного усилителя не влияет на точность преобразования. 2 ил.

1311029 2 разряда входного кода напряжения положитедьной или отрицательной полярности.

Выходное напряжение усилителя 2 периодически подключается с помощью ключа 7, управляемого сигналом с выхода триггера 15 (фиг. 2а), к заземленной первичной обмотке трансформатора 3, в которой создается переменное импульсное напряжение (фиг. 2г).

По окончании переходного процесса формирования плоской части вершины импульса сигналом с выхода триггера

16 (фиг. 2б) включается ключ 5.

Вследствие этого на выходе фильтра 9 создается постоянное напряжение, которое поступает на инвертирующий вход усилителя 2. Благодаря действию отрицательной обратной связи, обеспечиваемой при соблюдении указанной на фиг. 1 фазировки обмоток трансформатора 3, на выходе фильтра 9, а следовательно, и на инвертирующем входе усилителя 2, создается напряжение, которое равно выходному напряжению преобразователя 1 (с ошибкой не более величины напряжения смещения усилителя 2).

Синхронно с ключом 5 сигналом от вторичной обмотки трансформатора 4 (фиг. 2в) включается ключ 6, в результате чего, так как вторичные об-, Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке прецизионных преобразователей цифрового кода в аналоговый сигнла постоянного напряжения или тока с гальванической развязкой выходной цепи от логической земли и цепей питания.

Цель изобретения — расширение области использования и IIQBblDlpHHp точности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временная диаграмма его работы.

Устройство содержит преобразователь 1 код — напряжение, операционный усилитель 2, трансформаторы 3,, 4, ключи 5-7, фильтры 8,9 нижних частот, выходной усилитель 10, выпрямитель

11, генератор 12 импульсов, счетчик

13, дешифратор 14, RS-триггеры 15„

l6, входную 17 и выходную !8 шины„

Устройство работает следующим образом.

Преобразователь 1 вырабатывает в зависимости от состояния знакового

ll0 !

ЗО

45 мотки трансформатора 3 имеют равное число витков, на выходе. фильтра 8 возникает постоянное напряжение такой же величины, как и на выходе фильтра

9, т.е. напряжение на выходе фильтра

8 равно выходному напряжению преобразователя 1.

Выходной усилитель !0 управляется выходным напряжением с фильтра 8 и получает питание от выпрямителя 11.

Чтобы цифроаналоговый преобразователь выдавал сигналы обеих полярностей с оцинаковыми предельными значениями, питание выходного усилителя осуществляется двумя одинаковыми разнополярными напряжениями, создаваемыми с помощью выпрямителя 11 из прямоугольного симметричного напряжения вторичной обмотки трансформатора 4 (фиг. 2в). Напряжение на его первичной обмотке в форме меандра формируется триггером 16 (фиг. 2б). Синхронность работы ключей 5 и 6 обеспечивается тем, что их управляющие входы соединены соответственно с первичной и вторичной обмотками трансформатора 4.

При изменении входного кода на шине 17 происходит изменение сигнала на шине 18. т„е. происходи": также изменение тока нагрузки во вторичной обмотке трансформатора 4, в результате чего изменяется длительность фронтов и спадов импульсов напряжений в этом трансформаторе, а следовательно, возникает и запаздывание включения — выключения ключа 6 относительно ключа 5 на величину . Для обеспечения максимально возможной точности работы устройства в целом плоская часть импульса в грансформаторе 3 (фиг. 2г) должна начинаться ранее момента включения ключа 5 и кончаться позже момента выключения ключа 6, ормирование импульсов в трансформаторах 3 и 4 с упомянутыми выше временными требованиями выполняется с помощью триггеров !5 и 16 следующим образом.

Двоичный и-разрядный счетчик !3 считает импульсы, следующие с частотой f ат генератора 12 импульсов, fJ и управляет неполным дешифра".ором !4, сигналы на третьем и четвертом выходах которого соответствуют кодам

N Н и.

2 2 — и (— +1) счетчика где Е=-2 з 1З11

Длительность импульсов t на выходах дешифратора 14 должна быть больше времени t, необходимого для формирования плоской части импульса в трансформаторе 3, а также больше времени задержки С выключения ключа

6 относительно ключа 5, т.е. должны выполняться условия t t и t„ и

Другими словами, установка триггера

16 и его сброс должны происходить 10 позже установки триггера 15 и ранее его сброса на время, равное

Формула изобретения

Цифроаналоговый преобразователь, содержащий преобразователь код-напряжение, генератор импульсов, операционный усилитель, два трансформатора, два фильтра нижних частот, вы- 20 ходной усилитель, ключ и выпрямитель, первый и второй входы которого подключены к началу и концу вторичной обмотки первого трансформатора соответственно, а выходы положительного и отрицательного потенциалов подключены к одноименным входам выходного усилителя, первый информационный.вход которого соединен с первым выходом первого фильтра нижних З0 частот, входы преобразователя коднапряжение являются входной шиной, первый выход соединен с первым входом операционного усилителя, второй вход которого соединен с первым выходом 35 второго фильтра нижних частот,.первый вход которого подключен к концу первой вторичной обмотки второго трансформатора, а второй выход объединен с вторым выходом преобразова- 40 теля код-напряжение и подключен к шине нулевого потенциала, о т л и -. ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области использования и повышения точности, в него введены 45

029 4 счетчик, дешифратор, два RS-триггера и два ключа, причем вход счетчика соединен с выходом генератора импульсов, а выходы соединены соответственно с входами дешифратора, первый и второй выходы которого соединены с

Б-входами первого и второго RS-триггеров соответственно,. R-входы которых соединены с третьим и четвертым выходами дешифратора соответственно, выход первого RS òðèããåðà соединен с управляющим входом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а выход через первичную обмотку второго трансформатора соединен с шиной нулевого потенциала, прямой выход второго RS-триггера соединен с началом первичной обмотки первого тран. сформатора и с управляющим входом второго ключа, выход которого соединен с вторым входом второго фильтра нижних частот, а информационный вход соединен с началом первой вторичной обмотки второго трансформатора, инверсный выход второго RS — òðèããåðà соединен с концом первичной обмотки первого трансформатора, средняя точка вторичной обмотки которого соединена с третьим входом выпрямителя, выход нулевого потенциала которого соединен с одноименным входом выходного усилителя, второй информационный вход которого соединен с вторым выходом первого фильтра нижних частот, первый и второй входы которого соединены с выходом третьего ключа и с концом второй вторичной обмотки второго трансформатора соответственно, начало которой соединено с информационным входом третьего ключа, управляющий вход которого соединен с началом вторичной обмотки первого трансформатора, выходы выходного усилителя являются выходной шиной.

1311029 г

Составитель 3. Моисеенко

Редактор М. Циткина Техред М.Ходанич Корректор С. Черни

Заказ 1903/56 Тираж 902 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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