Способ преобразования кода в постоянныйсигнал

Способ преобразования кода в постоянныйсигнал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистические

Республик (iii 836791 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12 ° 02. 79 (21) 2725823/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (51)M. Кл.

Н 03 К 13/02

Веудлрстеенамй кемитет

СССР

Ilo делам наееретеикв и еткрыткй

Опубликовано 07.06.81. Бюллетень М 21

Дата опубликования. описания 09.06.81 (53) УДК 681. 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. А. Пасынков и А. А. Чайка р ЕЦ

Новосибирский электротехнический институ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОДА В ПОСТОЯННЬП1

СИГНАЛ б=в ")

Изобретение относится к технике преобразования цифровых величин в аналоговые и может быть использовано при создании высокоточных аналогоцифровых преобразователей, цифровых приборов и систем.

Известен способ преобразования кода в постоянный сигнал, основанный на преобразовании кода в широтно-импульсный сигнал и его усреднении $1) .

Однако указанный способ имеет су10 щественный недостаток, ограничивающий !

его применение. Это низкое быстродействие, обусловленное, во первых, последоватепьностью преобразования, во1$ вторых, дискретно-импульсной формой представления выходного сигнала, приведение которого к форме постоянного сигнала требует фильтрации.

Погрешность фильтрации (d и) определяется так где Т вЂ” период следования импульсов выходного сигнала;

f\r постоянная времени фильтра.

Исходя из формулы (1), можно определить постоянную времени фильтра, которая и будет определять быстродействие способа преобразования.

Например, преобразование 12-ти разрядного кода с частотой входного сигнала 223 Гц и заданной погрешностью d"и от пульсаций не более

0,05% приводит к следующему значению

-2Ъ в

Т 2 .2 — =а,аьь, ()

9 д „8-0,000 з т.е. для обеспечения динамической погрешности преобразования д д „„, не превышающей значения d î, время .преобразования определяется выражением г»

Т„р= 1,6п — „0,456 с, Целью изобретения является повь1 шение быстродействия преобразования кода в постоянный сигнал °

3 8367

Достигается это тем, что в способе преобразования кода в постоянный сигнал, оснбванном на преобразовании ко" да в широтно-импульсный сигнал и его усреднении после преобразования кода в широтно-импульсный сигнал, перед усреднением осуществляют формирование m последовательностей широтно-им. пульсных сигналов и их суммирование, причем импульсы в каждой иэ последо- 1р

Т вательностей сдвинуты на величину—

F11 относительно импульсов другой последовательности, где Т вЂ” период следования импульсов в широтно-импульсной последовательности; m — - число 15. импульсных последовательностей. Такой способ преобразования позволяет в ш раз увеличить частоту им- пульсов результирующего широтно-импульсного сигнала и в а раз умень-шить амплитуду импульсов. Усреднение такого. сигнала может быть осуществлено фильтром с постоянной времени

2. в m раз меньшей;- чем у прототипа.

На фиг.1 приведена структурная

t схема устройства, для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство преобразования кода в постоянный сигнал содержит преобразователь 1 кода в широтно-импульсный сигнал, входы которого Х ....Х являются входами устройства, а выход соединен с формирователем 2 сдвинутых З5 широтно-импульсных сигналов. Выходы формирователя 2 соединены с входами сумматора 3 широтно-импульсных сигналов, выход которого связан с входом фильтра 4 (усредняющее устройство), 40 выход которого является выходом устройства. Шина 5 начальной установки устройства и шина 6 входа образцовой частоты. соединены с преобразователем и формирователем 2.

Сигналом по шине 5 преобразователь и формирователь 2 устанавливаются в исходное состояние. На входы Х1...Хг, устро ства поступает преобразуемый код N. На шину 6 устройства поступают. импульсы образцовой частоты. Преобразователь 1 преобразует код Й в широтно-импульсный сигнал, который далее преобразуется формирователем 2 в

m сдвинутых широтно-импульсных сигналов. На фиг. 2 представлены временные диаграммы работы устройства для случая m=4. Первый широтно-импульсный

9I 4 сигнал (фиг. 2, а) имеет нулевую начальную фазу. Второй широтно-импульсный сигнал (фиг.2,б) сдвинут относительно первого на Т/m, где Т вЂ” период следования широтно-импульсного сигнала, пропорциональный максимальному значению преобразуемого кода. И так далее, каждый последующий широтно-импульсный сигнал (фиг. 2,в,r) сдвинут относительно предыдущего на величину, равную Т/m.

С выхода формирователя 2m сдвинутые широтно"импульсные. сигналы поступают на входы сумматора 3, на выходе которого появляется результирующий сигнал (фиг. 2,д), период следования которого равен Т/m, а амплитуда импульсов в m раэ меньше при условии сохранения равенства среднего за период Т значения напряжения одного широтно-импульсного сигнала и m широтно-импульсных сигналов. Далее результирующий сигнал усредняется фильтром 4, на выходе которого образуется постоянный сигнал, пропорциональный текущему значению преоб-, . разуемого кода И.

Математическое описание процесса преобразования можно представить следующим образом.

Среднее значение одного широтноимпульсного сигнала равно

EON

"се =

Щ где Š— значение эталонного постоян0 ного сигнала.

Для двоичного преобразуемого кода с

П й„р2. --1

О, 1, 1- n- - We где n — количество двоичных разрядов преобразуеиого кода; а,, а...all-1 разрядные коэффициенты;

1=1og>m — двоичный логарифм lll °

Отсюда следует, что наиболее простая техническая реализация способа возможна при m--2, где 1 может при8 нимать значения 0,1,2..., т.е. целочисленные и нуль °

° Выделив в выражении(4) разряды преобразуемого кода большие и равные (n-1),. формулу (3) можно пред"ставить в следуюцем виде

Как следует из формулы (5). и диаграммы (фиг. 2,д) результирующий сигнал имеет постоянную (первое слагаемое формулы (5) и импульсную (второе слагаЕмое) составляющие, причем величина постоянной составляющей определяется значением уменьшенного в

m раз эталонного сигнала и значением старших разрядов преобразуемого кода.

Амплитуда импульсов импульсной составляющей результирующего сигнала определяется значением уменьшенного в ш раз эталонного сигнала, длительность импульсов — значением младших разрядов преобразуемого кода, а период следования импульсов уменьшен в

m раз.

Кроме того, при равенстве нулю разрядных коэффициентов o,àn о+„,...>11 „ результирующий сигнал есть, импульсный сигнал без постоянной составляющей. При равенстве нулю а,,а,...ад g результирующий сигнал не имеет импульс ! ной составляющей. Во всех остальных .. случаях, кроме равенства всех разрядных коэффициентов нулю результирующий сигнал представляет собой им35 пульсный сигнал с постоянной составляющей.

Предлагаемый способ преобразования позволяет уменьшить в ш раэ амплитуду импульсов и увеличить в m раз частоту

10

5 83679

Ср

t:P „ „1 11-К rt-P

+ — {6 2 +С1„-2. +...+ä 2 )) (5)

O q 1з 0-1 11 их следования, в результирующем сиг 2, нале, следовательно, уменьшить в m раз необходимое значение постоянной времени фильтра и время преобразования. В приведенном примере (формула при m=89 Т =0,001 с, Top=0,007 с.

Таким образом, предлагаемый способ преобразования кода в постоянный сигнал позволяет повысить быстродействие в m раз.

Формула изобретения

Способ преобразования кода в постоянный сигнал, основанный на преобразовании кода в широтно-импульсный сигнал и его усреднении, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, после преобразования кода в широтно-импульсный сигнал перед усреднением осуществляют формирование m последовательностей широтно-импульсных сигналов и их сум мирование, причем импульсы в каждой из m последовательностей сдвинуты на величину — относительно импульсов

Т

Тп другой последовательности, где Т— период следования импульсов в широтноимпульсной последовательности;ш— число импульсных последовательностей.

Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе

1. Балакай В .Г., Крюк И.П., Лукьянов Л.М., Интегральные схемы

AIUI H ; М. "Энергия", 1978 с. 39-43 (прототип).

836791

Составитель А. Симагин

Редактор Е. Гончар Техре М. Голинка Ко екто Г. Решетник

Заказ 3206 45 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 1 сква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная, 4