Преобразователь кода в напряжение с самоконтролем

Преобразователь кода в напряжение с самоконтролем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с исполнительными устройствами. С целью повышения точности контроля в преобразователь кода в напряжение с самоконтролем, содержащий два источника напряжения, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), источник кодов, исполнительный блок, компаратор, введены два усилителя-ограничителя, шина переменного напряжения, делитель напряжения, два ключа, аналоговый элемент памяти, усилитель, третий источник напряжения, второй компаратор, элемент И-НЕ, триггер, четыре одновибратора, элемент ИЛИ-НЕ, инвертор, элемент И. Преобразователь работает в двух режимах: рабочем, при котором источник кода производит в ЦАП модуляцию по амплитуде прямоугольных импульсов усилителя-ограничителя, а выходные сигналы ЦАП управляют работой исполнительного блока и контрольном, при котором производится проверка качества преобразователя на переменном напряжении. При работе в контрольном режиме на цифровые входы ЦАП с выходов источника кодов поступают соответственно прямые и инверсные коды. В режиме контроля производится сравнение выходных сигналов ЦАП между собой при положительных и отрицательных полуволнах переменного напряжения. 2 ил.

союз соВетских

РЕСПУБЛИК

- 0% 01) 499 А1

®4 Н 03 И 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изои ктаниям и отнгытиею пРи Гкнт сссР (21) 4232325/24-24 (22) 05. 05. 87 (46) 07.08.89. Brag. В 29 (72) А.M. Симагин (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 817999, кл. Н 03 M 1/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 668087, кл. Н 03 М 1/66, 1976. (54) IIPEOBPAÇÎÂÀÒÅËÜ КОДА В НАПРЯЖЕНИЕ С САМОКОНТРОЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с исполнительными устройствами. С целью повышения точности контроля в преобразователь кода в напряжение с самоконтролем, содержащий два источника напряжения,.цифроаналоговые преобра-. зователи (ЦАП), источник кодов, испол нительный блок, компаратор, введены два усилителя-ограничителя, шина пеИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с исполнительными устройствами °

Целью изобретения является повышение точности контроля преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема йреобразователя; на фиг.2временная диаграмма его работы.

Преобразователь кода в напряжение с самоконтролем содержит источник 1 ременного напряжения, делитель напряжения, два ключа, аналоговый элемент памяти, усилитель, третий источник напряжения, второй компаратор, элемент И-НЕ, триггер, четыре одновибратора, элемент ИЛИ-НЕ, инвертор, элемент И. Преобразователь работает в двух режимах: рабочем, при котором источник кода производит в ЦАП модуляцию по амплитуде прямоугольных импульсов усилителя-ограничителя, а выходные сигналы ЦАП управляют работой исполнительного блока, и контрольном, при котором производится проверка качества преобразователя на переменном напряжении. При работе в контрольном режиме на цифровые входы ЦАП с выходов источника кодов поступают соответственно прямые и инверсные коды, В режиме контроля производится сравнение выходных сигналов ЦАП между собой при положительных и отрицательных полуволнах переменного напряжения. 2 ил. напряжения, цифроаналоговые преобразо- С9

:ватели (ЦАП) 2 и 3, источник 4 кодов, CQ исполнительный блок 5, усилитель-ог раничитель 6, шину 7 переменного напряжения, общую шину 8, делитель 9 напряжения, усилитель-ограничитель а

10, ключи 11 и 12, аналоговый элемент

13 памяти (конденсатор), усилитель

14, источники 15 и 16 напряжения, компараторы 17 и 18, элемент И-НЕ 19, триггер 20, одновибраторы 21-24 элемент ИЛИ-НЕ 25, инвертор 26, элемент

И 27, Делитель 9 напряжения выполнен

3 149949 на резисторах 28 и 29. В качестве исполнительного блока 5 может быть использован синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ). Совокупность элементов 8-27 образует блок контроля преобразователя.

Преобразователь работает в двух режимах: рабочем,при котором источник 4 кодов (например, ЭВМ) производит управление работой исполнительного блока 5, и контрольном, при котором происходит проверка качества функционирования преобразователя.

При поступлении с источника 4 ко- 15 дов N (фиг. 2в) на входы ЦАП 2 и 3 в рабочем режиме на их выходах вырабатываются переменные напряжения (фиг. 2г), размахи U которых (сумма амплитуд в положительной и отрицатель-!О ной областях выходных напряжений) пропорциональны величинам кодов. Переменное напряжение формируется на выходе ЦАП 2 и 3 с помощью двух последовательностей модулирующих проти- 25 вофазных импульсов, которые усилитель-ограничитель б вырабатывает (фиг. 2б) иэ синусоидального напряжения (фиг. 2а) поступающего с шины.

Переменные напряжения с выходов ЦАП 2 30 и 3 поступают на соответствующие входы исполнительного блока 5 (СКВТ).

Изменение кода с источника 4 приводит либо к изменению амплитуды (если сигнал в знаковом разряде кода не меняется), либо к изменению амплитуды и полярности (если сигнал в знаковом разряде меняется) выходного напряжения при тех же нолуволнах синусоидального напряжения .(фиг. 2в). 40

При работе в контрольном режиме с второго выхода источника 4 кодов на цифровые входы ЦАП 3 поступают коды, инверсные кодам, поступающим с первьх входов источника 4 кодов 45 на цифровые входы ЦАП 2. При идеальной работе ЦАП 2 и 3 амплитуды выходных напряжений равны, а полярность различна. Следовательно, при идеальной работе ЦАП 2 и 3 в контрольном режиме алгебраическая сумма их выходных напряжений, представляющая собой разность амплитуд, равна О. В реальных устройствах амплитудь выходных напряжений U и U ) для ЦАП 2 и 3 соот- 55 ветственно при подаче прямого кода на цифровые входы ЦАП 2 и инверсного на цифровые входы ЦАП 3 отличаются на величину L!U -=. U g — Ug, состоящую из

9 4 трех частей. Первая часть обусловлена разностью смещений нуля передаточной функции ЦАП 2 и 3, вторая — разностью наклонов передаточной функции, а третья — различием нелинейных искажений передаточных функций ЦАП 2 и 3. Для СКВТ, работающего на переменном токе, наличие первой составляющей не существенно, а присутствие второй и третьей приводит к ошибке, Поэтому в процессе определения качества функционирования преоб» разователя исключается разность смещений нуля характеристик ЦАП 2 и 3 и приводится определение разности размахов 40р как суммы разностей амплитуд 4У„= П,— 0з, и

U (где U< и U -„выходные напряЗ2 жения ЦАП 2 и 3 при положительных полуволнах синусоидального напряжения U g ти Пэ выходные напряжения

ЦАП 2 и 3 при отрицательных полу-. волнах синусоидального напряжения).

После. определения разности размахов

Ж = d U „+ и U производится ее сравнение с допустимым значением.

По результатам сравнения оценивается годность преобразователя.

Рассмотрим работу преобразователя в контрольном режиме.

Б исходном состоянии до момента на выходе ЦАП 2 и 3 имеются выходные напряжения разной полярности, В момент t меняется знак синусоидаль-, о ного напряжения (фиг..2а) и на выходах усилителя-ограничителя формируются перепады напряжения (фиг.26), которые, поступая на управляющие входы ЦАП 2 и 3, приводят к смене полярности их выходных напряжений, На входе усилителя-ограничителя 10 устанавливается напряжение 3 U,, равное разности амплитуд выходных напряжений ЦАП 2 и 3. На выходе усилителя-ограничителя 10, имеющего коэффициент усиления К,, формируется напряжение, равное К„дУ, . В момент, по сигналу с инвертора 26 замыкается ключ 11 и конденсатор 13 через замкнутый контакт ключа 12 зарядится до напряжения К,DU,, Через некоторое время после окончания заряда конденсатора 13 в момент происходит размыкание ключа 11.

Б момент .t меняется знак синусо- ь идального напряжения и выходных напряжений ЦАП 2 и 3, после чего на входе и выходе усилителя-ограни5 14994 чителя 10 устанавливается напряжение

40 и К,4U соответственно. В момент t происходит размыкание клю4 ча 12 и замыкание ключа 11. При этом к входу усилителя 14 (фиг. 2е) по5 следовательно приложено два напряжения, а именно к выходному напряжению усилителя-ограничителя 10 добавляется напряжение -К„Ж„ конденсатора 13, а на входе усилителя 14 формируется разность К,dU . Выходное напряжение усилителя 14 сравнивается на двух компараторах 17 и 18 с допустимыми значениями, определяемыми источниками 15 (+UA,„) и 16 (-U»„) напряжений, В момент t < на выходе одновибратора 24 появляется фронт управляющего сигнала (фиг. 2ж), который фиксирует в триггере 20 результат обра- 20 ботки сигналов компараторов 17 (фиг.2и) и 18. Выходной сигнал триггера 20 содержит информацию о качестве работы ЦАП 2 и 3.

Одновибраторы 21-24, элементы 25

ИЛИ-НЕ 25, И 27 и инвертор 26 служат для создания управляющих сигналов, поетупакицих на ключи 11 и 12, причем .одновибраторы 21 и 23, запускающиеся от разных фронтов импульсов, форми- 30 руют требуемую задержку t,- и

t - 9.0дновибратор 23 определяет длительйость импульсов t z-t, Элемент ИЛИ-НЕ 25 объединяет.управля-: ющие сигналы одновибраторов 21 и 22, 35 а элемент И 27 выделяет управляющие импульсы для ключа 12, поступающие .только во время отрицательной полуволнь синусоидального напряжения (шины 7). Инвертор 26 обеспечивает 40 противофазность работы ключей 11 и

12, Усилитель-ограничитель 6 может быть выполнен на компараторе и инверторе для формирования инверсного сигнала.

Формула изобретения.

Преобразователь кода в напряжение. с самоконтролем, содержащий первый 50 и второй цифроаналоговые преобразователи, цифровые входы которых подключены соответственно к первой и второй группам выходов источника кодов, выходы соединены с входами исполнительного блока, первые аналоговые входы цифроаналоговых преобразователей подключены к выходу первого источника напряжения, второй источ99 6 ник напряжения, выход которого соединен с одним выходом первого компаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля преобразователя, в него введены шины переменного напряжения, два усилителя-ограничителя, делитель напряжения, два ключа, аналоговый элемент памяти, усилитель, третин источник напряжения, второй компаратор, элемент И-НЕ, триггер, четыре одновибратора, элемент ИЛИ-НЕ, инвертор, элемент И, общая шина, вход первого усилйтеля-ограничителя подключен к шине переменного напряжения, прямой выход соединен с вторыми аналоговыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей и с первыми входами первого и второго одновибраторов, а инверсный выход соединен с третьими агалоговыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей и с первым входом элемента И, выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей соединены с входами делителя напряжения, выход которого через второй усилитель-ограничитель соединен с информационным входом первого ключа, выход первого ключа соединен с входом аналогового элемента памяти, выход которого соединен с выходом второго ключа и входом усилителя, выход третьего источника напряжения соединен с одним входом второго компаратора, другие входы первого и второго компараторов подключены к выходу усилителя, а выходы соединены с входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с информационным входом триггера, прямые выходы первого и второго одновибраторов соединены с входами элемента ИЛИ-HE выход которого через третий одновибратор соединен с входом инвертора и вторым входом элемента И, выходы инвертора и элемента И соединены с управляющими входами соответственно первого и второго ключей, информационный вход второго ключа соединен с общей шиной, инверсный выход первого одновибратора — с вторым входом второго одновиб-, ратора, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого одновибратора и через четвертый одновибратор — с входом синхронизации триггера, выход которого является выходом контроля преобразователя.

1499499

Р Г

Составитель А. Смирнов

Техред М. яндык Корректор М, Макснмишинец

Редактор И. Шулла

Заказ 4707/55 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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