Функциональный преобразователь кода в напряжении
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27,11.75(21) 2193511/24с присоединением заявки М (23) Приоритет—
Союз Советских
Социалистических
Республик (») 547967 (51) М. Кл,е
Н 03 К 13/02
Cr 06 Ст 7/26
Государстеенный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретенийИ OTKPblTHH (53) УДК 681.322. (088.8) (43) Опубликовано25,02.77. Бюллетень М (45) Дата опубликования описания12.07.77
10. И. Родионов (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
К ОДА B НА ПР ЯЖЕ НИЕ
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи цифровой вычислительной машины с объектом управления.
Известны функциональные преобразоват -. 5 ли кода в напряжение. Одни из известных преобразова гелей содержат последовательно соединенные источник входного кода, блок управления и коммутатор, на другой вход. которого подключен источник эталонного íà- lo пряжения. Одни выходы коммутаторов подключены к двум выходным суммирующим усилителем, а другие через другие суммируюшие усилигели и блоки линейного преобразования кода в напряжение к выходным сум- то л ируюшим усилителям 11).
Однако такие преобразователи сложны, поскольку необходимо применять два блока линейного преобразования кода в напряжение, Наиболее близким техническим решением к изобретению является функциональный преобразователь кода в напряжения,пропорцио,нальные синусу и косинусу входного кода, содержащий последовательно соединенные источник входного кода, блоки управления и линьиного преобразования кода в напряжение, один вход коммутатора подключен к источнику опорного напряжения, а другойк другому выходу блока управления, сумматоры, инверторы (2), 11елью изобретения являетсH упрошекие преобразователя и rrовышение его точности.
ЭтD достигается тел, чтo источник Qrroppro напряжения подключен к блоку линейного преобразования кода в напряжение, выход которого подключен непосредственно и через инвертор к третьему и четвертому вхоABM коммутатора, а выходы коммутаторак сумматорам.
На чертеже представлена структурная схема преобразователя, Преобразователь содержит последовательно соединенные источник 1 входного кода, блок 2 управления, блок 3 линейного преобразования кода в напряжение, инвертор 4.
Первый вход коммутатора 5 подключен к источнику 6 опорного напряжения, второйк другому выходу блока 2 управления, третий — к выходу блока 3 линейного преобразования кода в напряжение, а четвертый — к
547967 выходу инвертора 4. Выходы коммутатора подключены через сумматоры 7 и 8 к выходам преобразователя.
Работу преобразователя м ожно рассмотреть на примере формирования функций синуса и косинуса, аппроксимированных в диапазоне о
Π— 360 восьмью линейными отрезками.
Код N поступает в блэк 2 управления.
Старшие разряды кода Йот, соответствующие 180э, 90 и 45о, дишифруются в 1О блоке 2 управления и поступают в виде управляющих сигналов на вход коммутатора 5, Младшие разряды к ода N» пре образуются в блоке 3 в напряжение. Если угол меняето
cH B диапазоне or О до 90 и or 180 до 15
270э, то напряжение на выходе блэка 3 изменяется линейно и прямопрэпорциональнэ величине кода младших разрядов Й„„ . Если угол изменяется в диапазоне cr 90 до 180 и от 270 дс 360э, ro напряжение на выхс 20 де блока 3 меняется линейно, но обратно пропорционально величине кода младших разрядов N Ä
Этэ достигается тем, чтэ управление ключами блока 3 в диапазонах BO -180 2 о о и 270-360э осуществляется блоком 2 управления, прэинвертирэванным кодом младших разрядов N, Инвертор 4 изменяет знак выходного напряжения блока 3.
Элементом, формируюшим напряжение, про- 30 порциональное синусу кода является сумматор 7, выполненный, например, на операционном усилителе с суммирующими сэпрэтивлсииями R„âî входной цепи и сопротивлениемД в цепи обратной связи.
Коэффициент передачи сумматора 7 по (-вхэду определяется в виде ос
К,=
Я 40
Для аппроксимации участка or 0 до 45о выход блэка 3 подключается коммутатором
5 к первому входу сумматора 7, а второй вход сумматора 7 подключается к шине ну45 левэгэ потенциала. При изменении кода от О до 45 напряжение на выходе блока 3 будет изменяться от нуля вольт дэ опорного напряжения U „. Так как 6irt 45 = 0,707, то коэффициент передачи сумматора 7 IIo перво-50 му входу должен быть равен OCI
К,„= р =- 0,707
41
Как только кэд будет соответствовать 45о, младшие разряды кода обнулятся и напряжение на выходе блока 3 станет равным нулю.
В то же время появится единица переноса из младших разрядов кода N в старшие мл
М, которая подключит к первому входу 60
4 сумматора 7 опорное напряжение U âìåñòî сигнала с выхода блока 3 а ко второму входу вместо напряжения нулевого потенциала выход блока 3. При этом напряжение на выходе сумматора 7 будет равно 0,7070
При изменении кода угла от 45о до 90о с наоn пряжением на выходе сумматора 7, равным
О, 7 07 U, суммируе тся напряжение с выоп хода блока 3 с коэффициентом, равным
Рос
= 0,293 2 о
При достижении значения кода 90 младшие разряды кода К „обнуляются, а на блок 3 с блэка 2 управления. подается проинвертированное значение кода младших разрядов Я
Напряжение на выходе блэка 3 остается максимальным и равным опорному напряжению У о . На первом входе сумматора 7 остается подкгпоченным опорное напряжение
pop, a при изменении кода угла эт 90э а,о 135 напряжение на выходе блэка 3, подключенного ко второму входу сумматора 7, будет убывать. Пои воспроизведении участка от 135э до 180 к второму входу сумматора 7 подключается напряжение нулевогэ потенциала, а к первому входу — выход бл>KB 3, В диапазоне углов от 180 дэ 360э формирование синусоидального напряжения ничем не отличается от формирования напряжения в диапазоне углов or О до 180 с с той лишь разницей, что вместо сигнала с выхода блока 3 подключается сигнал с выхода инвертора 4 и меняется знак опорногс, напряжения на противоположный.
Напряжение, пропорциональное косинусу входного кода, формируется сумматором 8, В диапазоне углов от О дс 90э на первый вход сумматора 8 подается положительное опорное напряжение 1 . Коэффициент лереРОС2 дачи К
2 н21 т.е. прн подключенных втором и третьем входах сумматора 8 к шине нулевого потенциала на выходе сумматора 8 напряжение будет равно опорному Цоп.
При изменении угла or О до 45э на второй вход сумматора 8 подается отрицательное напряжение с выхода инвертэра 4, а на третий вход-напряжение нулевогэ потенциала, Коэффициент передачи по второму входу: ocz. 22= Р =0,293 г2
После сложения положительнэгэ опорного напряжении Uд,,приложенногэ к первому вхэ. ду сумматора 8 с коэффициентом К = 1
2.4
547 967
Для более точной аппроксимации синусоидальной и косинусоидальной функций весь период разбивается на 16, 32 и т.д. 2 и частей. Это приводит к небольшому усложнению коммутатора 5, блока 2 управления и добавлению к сумматорам 7 и 8 входных суммирующих сопротивлений. При этом уменьшается количество оборудования в блоке 3, так как часть младших разрядов кода М „„ используется для управления коммутатором
5. с отрицательным напряжением с выхода инвертора 4 с коэффициентом К = 0,293 на выходе сумматора 8 получается убывающее положительное напряжение, воспроизводящее аппроксимированную функцию косинуса в диапазоне углов от 0 до 45 . о
При изменении угла от 45 до 90э ко второму входу подключается отрицательное опорное напряжение — U а к третьему входу — выход инвертора 4. 10
Коэффициент передачи по третьему входу:
Ф ормула из обре те ния
Функциональный преэбразэвагель кода в напряжение, содержащий последовагельнэ сэе. диненные источник вхэдногэ кода, блэки управления и линейного поеэбразэвания кода в напряжение, одцн вход ком. .мутатора подключен к истсчн-:.—. у эпорнэгэ напряжения, а другой — к другому вых,ду блэка управления, сумматоры, инвертэр, 0 г л и ч а ю— ш и и с я гем, чтэ, с целью упрощения преобразователя и пэвышения его точности, источник опорного напряжения подключен к блэку линейного преобразования кода в напряжение, выход которого под.-почен непосредственно и через инвертор к третьему и четвертому вхэдам кэммутатора, а выходы к эммутаг ор а — к сум мат орам.
Источники информации, принятые вэ внимание при экспертизе:
1. Шмид Г. Устройсгво и принцип действия преобразователей аналог-код, перевод № 4211 (71 ) ГОНТИ, 1971, сгр. 225227, рис. 1У,17.
2. Патент США ¹ 3675234, класс 340-347, 1973 r (прототип).
>ОС2.
= 0,707
23
В диапазоне углов от 90 до 135э к первому входу сумматора 8 подключаегся отрицательное опорное напряжение— ко второму входу — положительное опорное напряжение U оп, к третьему входувыход блока 3. При этом напряжение на а выходе сумматора 8:
U „, Uî„«O,2 S Uo„ O, ë где J А — линейно изменяющееся напряжение с выхода блэка 3.
При коде, соответствующем 90, напряжение на выходе блока 3 равна U on, а напряжение на выходе сумматора 8 равно нулю.
Выходное напряжение блока 3 при изменении кода or 90 до 135 убывает, а напряжение на выходе сумматора 8 возрастает по абсолютной величине, оставаясь отрицательным. В диапазоне углов or 135 до
180 на третий вход сумматора 8 пэдклю- 85 о чается напряжение нулевого потенциала, а на второй вход — выход блока 3.
Формирование косинусоидальной функции в диапазоне углов от 180 до 360э отличается тем, что все переключения производят- 4О ся в обратном порядке.
547 96-, С.оставитель А.(мирнов
Техред М. Левицкая Корректор Л. Гриценко
Редактор Л. Народная
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Закаа 1196/109 Тираж 1065 П одписн о У
11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5