PL149091B1

PL149091B1 - Digital-to-analog converter

Info

Publication number: PL149091B1
Application number: PL25630885A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Olencki; Arkadiusz Pietrzak
Original assignee: Os Bad Rozwojowy Metrologii El
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1990-01-31
Also published as: PL256308A1

Description

OPIS PATENTOWYPATENT DESCRIPTION

POLSKAPOLAND

RZECZPOSPOLITAREPUBLIC

LUDOWAFOLK

URZĄDOFFICE

PATENTOWYPATENT

PRLPRL

Patent dodatkowy do patentu nr —--Zgłoszono: 65 11 15 /P. 256308/Additional patent to patent no. —-- Pending: 65 11 15 / P. 256308 /

Pierwszeństwo -Int. Cl.⁴ H03M 1/76Precedence -Int. Cl. ⁴ H03M 1/76

Zgłoszenie ogłoszono: 87 06 15 Opis patentowy opublikowano: 90 04 30Application published: 87 06 15 Patent description published: 90 04 30

Twórcy wynalazku: Andrzej Olencki, Arkadiusz PietrzakCreators of the invention: Andrzej Olencki, Arkadiusz Pietrzak

Uprawniony z patentu: Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Metrologii Elektrycznej Lumme, Zielona Góra /Polska/Authorized by the patent: Research and Development Center for Electrical Metrology Lumme, Zielona Góra / Poland /

PRZETWORNIK CYFROWO-ANALOGOWYDIGITAL-ANALOGUE CONVERTER

Przedmiotem wynnlazku jest przetwornik cyfrowo-analogowy, mający zastosowanie w etrologii elektrycznej, zwłaszcza w precyzyjnych kalibratorach napięć i prądów.The object of the invention is a digital-to-analog converter, used in electrical etrology, especially in precise voltage and current calibrators.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 133 457 układ przetwornika cyfrowo-analogowego złożony z szeregowo połączonych generatora napięcia przemiennego, dzielnika napięć ważonych i przetwornika napięcia przemiennego na stałe. W układzie tye wyjście dzielnika napięć ważonych jest połączone z pierwszymi wejściami dwóch kommaratorów, których wyjścia synchronicznie z dodatnią i ujemną częścią napięcia przemiennego połączone są z wejściami dwóch układów całkujących. Wyjścia układów całkujących połączone są z drugimi wejściami komparatorów oraz przez eumtor z wyjśolam przetwornika. Z^ana polaryzacji sygnału wyjściowego przetwornika uzyskiwana jest za pomocą zamiany wejść sumatora lub przez zastosowanie na wyyściu przetwornika układu odwracającego. Takie rozwiązanie układu zmiany polaryzacji charakteryzuje się wprowadzeniem dodatkowej wartości błędu wynikającego z napięć termoelektrycznych przełączników przełączających wejścia sumatora lub dryftćw układu odwracającego.A digital-to-analog converter system consisting of series connected alternating voltage generators, a weighted voltage divider and an alternating voltage converter is known from the Polish patent specification No. 133 457. In the tye circuit, the output of the weighted voltage divider is connected to the first inputs of two commarators, whose outputs synchronously with the positive and negative parts of the alternating voltage are connected to the inputs of the two integrators. The outputs of the integrating circuits are connected to the second inputs of the comparators and via the eumtor from the converter outputs. The polarization of the converter output signal is obtained by swapping the adder inputs or by applying an inverting circuit to the converter output. Such a solution of the polarity reversal circuit is characterized by the introduction of an additional error value resulting from the thermoelectric voltages of the switches switching the adder inputs or the drift in the inverting circuit.

Wdę tę eliminuje układ według wynnlazku, w którym zmianę polaryzacji napięcia wyjściowego przetwornika cyfrowo-analogowego uzyskuje się przez zmianę sterowania kluczy próbkujących łączących wyjście ko]eearatorów z wejściami układów całkujących.This problem is eliminated by the circuit according to the invention, in which the change of the polarity of the output voltage of the digital-to-analog converter is achieved by changing the control of sampling keys connecting the output of coeearators with the inputs of the integrators.

Układ złożony jest z połączonych szeregowo gene ratora napięcia przemiennego dzielnika napięć ważonych oraz z przetwornika napięcia przemiennego na stałe· Wyyście generatora, będące źródłem sygnału sterującego dwoma kluczami próbkującymi w czasie dodatniej części napięcia przemiennego, jeat połączone z wejściem sterującym pierwszego klucza próbkującego za pomocą pierwszego kluoza polaryzacji dodatniej i z wejściem ste^ącym drugiego klucza próbkującego za pomooą drugiego klucza polaryzacji ujemnej, natomiast drugie wyjście generatora, będące źródłem sygnału sterującego kluczami próbkującymi w czasie ujemnej części napięcie przemiennego, jest połączone z wejściem st^er^ący^m drugiego klucza próbkującego za pomocą drugiego klucza polaryzacji dodatniej i z wejściem sterująjye piewzegoThe system consists of a series connected alternating voltage generator, a weighted voltage divider and an AC to DC converter. Generator output, which is the source of the signal controlling two sampling keys during the positive part of the alternating voltage, connected to the control input of the first sampling key by means of the first kluoza of positive polarity and with the control input of the second sampling key using the second negative polarity key, while the second output of the generator, which is the source of the signal controlling the sampling keys during the negative part of the alternating voltage, is connected to the input driving the second sampling key via with a second positive polarity key and with the first control input

149 091149 091

149 091 kluoza próbkującego za pomocą pierwszego klucza polaryzacji ujemnej. Mędzy wyjściem dzielnika napięć ważonych a pierwszymi wejściami dwóch komppratorśw jest włączony rezystor. Mędzy wejściem dzielnika napięć ważonych a masą jest włączone pierwotne uzwojenie transformatora. Początek i koniec uzwojenia wtórnego transforma tora są połączone z potencjometrem, którego środek jest połączony z wyjściem dzielnika napięć ważonych, a suwak potencjom tru z pierwszymi wejściami obu komparatorów.149 091 sampler cluose using first key for negative polarity. A resistor is switched on between the output of the weighted voltage divider and the first inputs of the two compressors. The primary winding of the transformer is connected between the input of the weighted voltage divider and ground. The beginning and end of the secondary winding of the transformer are connected to a potentiometer, the center of which is connected to the output of the weighted voltage divider, and the slider to the TR potentials is connected to the first inputs of both comparators.

Zastosowanie rozwiązania według wymlazku pozwala na uzyskanie zmiany polaryzacji napięcia wyjściowego przetwornika przy zachowaniu dużej dokładności. Dodatkową zaletą rozwiązania jest brak specjalnyoh wymo^iń do zastosowanych kluczy, ponieważ przełączają one sygnały cyfrowe· Klucze mogą być wykonane w technologii TTL, na przykład jako mulliplekser.The use of the solution according to the solution allows to obtain a change of the converter output voltage polarization while maintaining high accuracy. An additional advantage of the solution is the lack of special requirements for the applied keys, because they switch digital signals. The keys can be made in TTL technology, for example as a multiplexer.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat funkcyjny przetwornika cyfrowo-analogowego, a fig. 2 - przebieg rapięcia przemiennego i sygnałów sterujących pracą kluczy próbkujących.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the functional diagram of a digital-to-analog converter, and Fig. 2 - the course of the alternating rap and the signals controlling the operation of sampling keys.

Układ składa się z generatora G wytwarza jącego przebieg przemienny U1 o stabilioowane j wartości płaskiej części w czasie dodatniej i ujemnej części przebiegu przemiennego.The system consists of a generator G generating an alternating waveform U1 with a stabilized j value of the flat part during the positive and negative parts of the alternating wave.

Sygnał oyjściooy U1 generatora G podawany jest na dzielnik D o programowanej wartośoi współczynnika podziału napięcia. Sygnał wyjściowy dzielnika D przez rezystor R1 doprowadzany jest do pierwszych wejść a komparatjrów K1 1 K2, których oyjście połączone są przez pierwszy KL1 i drugi KL2 klucze próbkujące z wejściami układów całkującyoh UC1 i UC2. Wyjścir układów całkującyoh połączone są z drugimi wejściami b komparatorów K1 1 K2 oraz przez rezystory R2 i R3 z nie odwracaj ącym i odwracającym wejściami sumtora S. Mędzy wejście nieodwracająoe sumtora S 1 masą układu jest włączony rezystor R4, a między wejśoie odwracające i jego wdacie jest włączony rezystor R5· Wyjśoie sumtora S Jest wyjściem Wy przetwornika cyfrowo-analogowego.The output signal U1 of the G generator is fed to the D divider with the programmed value of the voltage division factor. The output signal of the divider D through the resistor R1 is fed to the first inputs and the comparators K1 1 K2, the outputs of which are connected through the first KL1 and the second KL2 sampling keys with the inputs of the integrators UC1 and UC2. The outputs of the integrating circuits are connected to the second inputs b of the comparators K1 1 K2 and through the resistors R2 and R3 with the non-inverting and inverting inputs of the adder S. Between the input of the non-inverting adder S 1 the ground of the system is the resistor R4, and between the inverting input and its value is resistor R5 is on · Adder output S It is the output of the digital-to-analog converter.

K.ucze próbkująoe KL1 1 KL2 sterowane są synchronicznie z przebiegiem zMennym U1 za pomocą sygnałów sterurjąoych rtrzyIyoαnych na wyjściach PD i PU generatora G. Dla uzyskania dodatniej polaryzacji napięcia wyjściowego klucz próbkujący KL1 załączony jest za pomocą sygnału PD w czasie dodatniej części przebiegu przemiennego natomiast drugi klucz próbkujący KL2 załączany jest za pomocą sygnału PU w czasie ujemnej części przebiegu przemiennego. Dla uzyskania ujemnej polaryzacji pierwszy klucz próbkujący KŁ1 załączany jest za pomocą sygnału PU w czasie ujemnej części przebiegu przemiennego, natomLast drugi klucz próbkujący KL2 załączany jest za pomocą sygnału PD w czasie dodatniej ozęści przebiegu przemiennego. Dla uzyskania zmiany ste rowania kluczy próbkujących KL1 1 KL2 zostały zas^^wane czteiy dodatkowe klucze polaryzacji ujemnej KU1 i KU2 oraz polaryzaoji dodatniej KD1 i KD2 włączone między wjścia sterujące kluczy próbkują cych KL1 i KL2 a wyjścia PD i PU generatora G. Klucz polaryzacji ujemnej KU1 włączony jest między wjście sterująoe klucza próbkującego KL1 a wyjście PU, klucz polaryzacji ujemnej KU2 włączony jest między w^yⁱśoie sterujące klucza próbkującego KL2 a wyjście PD. K.uoz polaryzacji dodatniej KD1 włączony jest między wjścia sterujące kluoza próbkującego KL1 a wyjście PD, klucz polaryzaoji dodatniej KD2 włączony jest MLędzy wejście sterujące klucza próbkującego KL2 a wy jście PU. Między ^yisoi^e U1 generatora G a msą układu Jest włączone pierwotne uzwc^oenie transformatora TR.K. which sampling KL1 1 KL2 are controlled synchronously with the zMenny waveform U1 by means of three steruric signals at the outputs PD and PU of the G generator. To obtain a positive polarization of the output voltage, the KL1 sampling key is connected with the PD signal during the positive part of the alternating wave The KL2 sampling key is activated by the PU signal during the negative part of the alternating waveform. To obtain a negative polarity, the first sampling key KŁ1 is turned on by the PU signal during the negative part of the ac wave, while the second sampling key KL2 is turned on by the signal PD during the positive part of the ac. In order to change the control of the KL1 1 KL2 sampling keys, four additional KU1 and KU2 negative polarization keys and the positive polarization KD1 and KD2 were connected between the control inputs of the KL1 and KL2 sampling keys and the PD and PU outputs of the G generator. Negative polarization key KU1 connected between wjście sterująoe key KL1 and the output of the sampling PU key KU2 negative polarity is switched between a ^ y ^and soie control key KL2 sampling the output of PD. K. u with the positive polarity KD1 is connected between the KL1 sampling key control inputs and the PD output, the positive polarity key KD2 is connected between the KL2 sampling key control input and the PU output. The primary termination of the transformer TR is connected between the U1 of the G generator and the system ms.

Początek 1 koniec uzwc^oenia wtórnego transformatora TR połączone są z końcami potencjometru P, którego suwak połączony jest z pierwszymi wejściami a kompsratorów K1 1 K2, natomiast środek uiwojenia wtórnego jest połączony z wy y ściem dzielnika D. Regulując położenie suwaka potencjometru P możliwe jest doprowadzenie do plerwszyoh wejść a komparatorów K1 1 K2 dodatkowego napięcia, które komptnuje indukowane w obwodach wejściowych krImaratjrów zakłócenia umożliwiając poprawienie sym trii napięć wyjśoiooyoh przetwornika cyfr owo-a nal oogowego dla obu polaryzacji. Przebiegi Sygnałów U1, PD i Pu w funkc;]! czasu t przedstawiono na fig. 2.The beginning and the end of the secondary winding of the transformer TR are connected to the ends of the potentiometer P, the slider of which is connected to the first inputs a of the compressors K1 1 K2, while the center of the secondary winding is connected to the output of the divider D. By adjusting the position of the slider of the potentiometer P, it is possible to to the multiple inputs and of the K1 1 K2 comparators additional voltage, which complements the disturbances induced in the input circuits of the crymaraters, making it possible to improve the symmetry of the outputs of the digital converter for both polarizations. Waveforms of U1, PD and Pu Signals in function;]! time t is shown in Fig. 2.

149 091149 091

Claims

No patent reservation

A digital-to-analog converter composed of series-connected alternating voltage generators, a weighted voltage divider and a constant-alternating voltage converter, in which the output of the weighted voltage divider is connected to the first inputs of two comparators ^ w The comparator inputs through the keys are connected to the inputs of two integrating circuits, which the outputs are respectively connected to the second inputs of the compressors, characterized in that the output / PD / of the generator / G / being the source of the signal controlling the sampling cluoses during the positive part of the alternating voltage / U1 / is driven with the control input of the first sampling key / KL1 / for with the first positive polarization key / KD1 / and with the control input of the second sampling key / KL2 / with the second negative polarization key / KU2 /, and during the negative phase of the alternating voltage / Ul / output / PU / generator / G / being the control signal source clooses samplingo ^ and is connected to the steπujcc input m of the second sampling key / KL2 / using the second polarization key and positive / KD2 / and with the input of the first sampling key / KL1 / with the help of the first negative polarization key / KU1 /, while between the output of the divider / D / and the inputs / a / compaatoróSw / K1 and K2 / a resistor / R1 / is connected, between the input of the divider and the race of the system, the primary winding of the transformer / TR // is connected, the beginning and end of the secondary winding of which are connected to the potentiometer / P /, with the potentiometer slider / P / connected with inputs / a / of comparators / Κ1, K2 /, while the center of the secondary winding of the transformer is connected to the output of the divider / D /.

149 091

Printing House of the Polish Patent Office. Circulation 100 copies

Price 1500 PLN