170475. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés létrahálózat nélküli digitális-analóg átalakító pontosságának fokozására, valamint eljárás digitális jelnek analóg jellé való átalakítására
3 170475 4 hiba csökkentése érdekében, illetve ennek céljából új eljárás kidolgozása digitális jelnek analóg jellé való átalakítására. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a linearitási hiba jelentősen csökkenthető, ha a kapcsoló elem tranziens hibáját —a vágófokozat periódusonkénti nagy számú kapcsolásának kiküszöbölésével - csaknem teljesen megszüntetjük, másrészt a szűrő instabil bemenő jelét pontos referencia-feszültséggel helyettesítjük. A vágófokozat nagyszámú kapcsolását oly módon küszöböljük ki, hogy olyan logikai hálózatot alkalmazunk, amely a nagy számú impulzusból álló, periodikusan ismétlődő jelsorozat helyett periódusonként csak egyetlen négyszögjelet állít elő, egy periódus egyenfeszültségű középértéke itt is arányos a digitális N számértékkel. Ez a periodikusan ismétlődő négyszögjel kapcsoló fokozatot vezérel, amely periódusonként mindössze egyszer kapcsol, feladata, hogy az N számértékkel arányos időn át pontos referenciafeszűltséget kapcsoljon a felülvágó szűrő bemenetére. A négyszögjellel vezérelt kapcsoló jelentősen lecsökkent és állandó kapcsolási frekvenciája lehetővé teszi a vágófokozat helyett pontosabb kapcsoló — pl. chopper-fokozat — alkalmazását. A négyszögjellel vezérelt kapcsolónak az N számértéktől független, periódusonként egyetlen kapcsolása folytán a kapcsolási tranziensből eredő hiba függetlenné válik az N számértéktől és mint állandó hiba az átalakító linearitását nem rontja. A találmány révén tehát az a hatás érhető el, hogy a létrahálózat nélküli digitális-analóg átalakító hibája nem haladja meg a létrahálózatot tartalmazó átalakító hibáját. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnek, amely egyben a találmány szerinti eljárás foganatosítására is szolgálhat, lényege, hogy a szabadonfutó multivibrator számsorgenerátorhoz csatlakozik, amelynek kimenete a számösszehasonlító egyik bementét képezi. Az átalakítandó digitális N számérték a számösszehasonlító másik bementén lép be. A számösszehasonlító kimenete vezérelhető kapcsoló fokozatot működtet. A kapcsoló fokozat egyik sarka referencia-feszültség forráshoz csatlakozik, másik sarka földelt. A kapcsoló fokozat kimenete felülvágó szűrő bemenetét képezi. A felülvágó-szűrő a bemenő periodikus négyszögjelet egyenfeszültségű jellé alakítja, s így kimenetén a digitális jellel arányos analóg jel lép ki. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy önmagában ismert módon a természetes számok folyamatosan növekvő, vagy csökkenő sorát állítjuk elő. A számsor számainak értékét önmagában ismert módon az átalakítandó digitális jellel hasonlítjuk össze. Abban az esetben, ha az átalakítandó digitális jel értéke meghaladja a számsor számának értékét, logikai 1, de mindaddig, amíg ennél kisebb, vagy legfeljebb vele egyenlő, akkor logikai 0 jelet állítunk elő. Ezzel a logikai jellel kétállású kapcsolót vezérlünk oly módon, hogy ez a logikai 1 jel hatására zárja, a logikai Ojel hatására megszakítja egy referencia-feszültségforrás és egy önmagában ismert szűrő áramkörét. A szűrőből ily módon a referencia-feszültség és a 0 érték periodikus négyszögjelének egyenfeszültségű átlagértéke lép ki. A találmány szerinti eljárás egy példaképpeni foganatosítási módját a találmány szerinti kapcso-5 lási elrendezés egy példaképpeni kiviteli alakjának működésével kapcsolatban ismertetjük. Az 1. ábra a létrahálózat nélküli ismert digitális-analóg átalakító tömbvázlatát, a 2. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy példaképpeni tömbvázlatát !0 mutatja. Az ismert átalakító (l.ábra) áll az 1 szabadonfutó multivibrátorból, a 2 bináris álvéletlen generátorból, a 3 számösszehasonlítóból, a 4 vágófokozatból és az 5 felülvágó szűrőből. A 3 számössze-15 hasonlítóba a 6 bemeneten véletlenszerű számsorozat lép be. A 3 számösszehasonlító - kivonással -összehasonlítja a 6 bemeneten belépő számsorozatot a 7 bemeneten belépő, átalakítandó digitális N számértékkel. A 3 szám összehasonlító 8 kime-20 netén kilépő jelsorozat egyenfeszültségű középértékű arányos az N számértékkel. A 8 kimeneten kilépő jelsorozatot a 4 vágófokozat meghatározott amplitúdójú jelsorozattá alakítja. A 9 kimeneten kilépő uniformizált jelsoro-25 zatot az 5 felülvágó szűrőbe vezetve, a 10 kimeneten kilépő jel arányos az N számértékkel. A találmány szerinti digitális-analóg átalakító (2. ábra) kapcsolási elrendezése áll az 1 szabadonfutó multivibrátorból, a 11 számsorgenerátorból, a 30 3 számösszehasonlítóból, a vezérelhető 12 kapcsolófokozatból és az 5 felülvágó szűrőből. Az 1 szabadonfutó multivibrator 13 kimenőjele állandó t0 időközönként eggyel megváltoztatja — növeli, vagy csökkenti — a 11 számsorgenerátor 35 tartalmát. Ily módon a 11 számsorgenerátor tartalma 0 és a kapacitása által meghatározott Nmax számérték között t0 időközönként eggyel növekszik, vagy csökken. A 11 számsorgenerátor tartalma kerül a 3 számösszehasonlító egyik 14 be-40 menetére, míg másik 7 bemenetén az átalakítandó digitális N számérték lép be. A 3 számösszehasonlító 15 kimenetén logikai 1 szint jelenik meg mindaddig, amíg a 11 számsorgenerátor tartalma vagyis a 14 bemeneten belépő 45 számértéke kisebb, vagy egyenlő a 7 bemeneten belépő digitális N számértékkel, amikor a 14 bemeneten belépő számérték meghaladja a 7 bemeneten belépő digitális N számértéket, akkor a 15 kimeneten logikai 0 szint jelenik meg. A 3 össze-50 hasonlító áramkör 15 kimenetén ily módon olyan négyszögjel lép ki, amelynek periódusideje a 11 számgenerátor Nmax kapacitásának és a t 0 időköznek a szorzata: Nmax • t 0 . A 15 kimeneten kilépő jel amplitúdója tehát 55 (Nmax - N) • to időn át 0 és N-to időn át a logikai 1 szintnek felel meg. 60 A 15 kimenetről a jel a 12 kapcsoló fokozat 16 vezérlő bemenetén lép be. A referencia-feszültség a 17 sarokhoz csatlakozik, míg a 18 sarok földelt. A 12 kapcsolófokozat akkor van bekapcsolt állapot-65 ban, ha a 15 kimeneten, vagyis a 16 bemeneten a 2
