Аналого-цифровой преобразователь

 

АНАЛОГО-ЦИФРОВСЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт.св. 600729, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, введены входной и(гп-1) вычитающих то-ковьк повторителей,(im-1) ключевых п-р-ч транзисторов, а п триггеров с непосредственными связями разделены на ш групп, при этом выходы входного токового повторителя соединены с базами ключевых h-р-п транзисторов коллекторы которых соединены со входом и выходами соответствующего вычитающего токового повторителя, выходы которого соединены с базами первых транзисторов триггеров с непосредственными связями соответствующей группы , кроме первой, дополнительный коллектор входного многоколлекторного транзистора соединен со входом входного токового повторителя, а соответствующие дополнительные коллекторы многокоплекторного транзистора в цепи опорного тока - со входами вычитающих токовых повторителей.и базами (Л ключевых п-р-.п транзисторов соответственно .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

<»>SU„„ з(р Н 03 К 13/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 600729 (21) 3639176/24-21 (22) 24.08,83 (46) 30.1 .84. Бюп. У 48 (72) М.Ф Яономарев и А.В.Ерохин (71) Таганрогский радиотехнический институ г им. В.Д. Калмыкова (53) 6 21. 3 25 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 600729, кл. Н 03 К 13/20, 1976. (54) (57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт.св. У 600729, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьйения потребляемой мощности, введены входной a(rn-1) вычитающих токовых повторителей,(yn-11 ключевых п-р-и. транзисторов, à и триггеров с непосредственными связями разделены на rn групп, при этом выходы входного токового повторителя соединены с базами ключевых h -р-и транзисторов, коллекторы которых соединены со входом и -выходами соответствующего вычитающего токового повторителя, . выходы которого соединены с базами первых транзисторов триггеров с непосредственными связями соответствующей группы, кроме первой, дополйительный коллектор входного многоколлекторного транзистора соединен со входом входного токового повторителя, а соответствующие дополнительные коллекторы многоколлекторного транзистора в цеа пи опорного тока — со входами вычи- g тающих токовых повторителей,и базами ключевых и-р- и транзисторов соответственно.

4 1132

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к.микроэлектронным преобразователям аналог-код,,применяемьв4 в вычислительной технике.

По известному авт.св. В 600729 из- 5 вестен аналого=цифровой преобразователь, содержащий источник опорного тока, компараторы, входной многокол-, .лекторный трайзистор, многокол: торный .траизистор в цепи опорного тока, 1р компараторы выполнены на триггерах с непосредственными связями, причем эмиттер входного многокрллекторного транзистора соединен с клеммой ис.точника впадного аналогового сигнала, 15 каЖдый из коллекторов этого транзистора соединен с базой первого транзистора.TpHFI åðà с непосредственными связями соответствующего разряда нреобразователя, с базой второго тран.зистора триггера с непосредственными связями каждого разряда соединены соответствующие коллекторы.многокол лекторного транзистора в цепи опорного тока, эмиттер которого соединен 25 с клеммой источника опорного тока, а базы обоих многоколлекторных транзисторов и эмиттеры транзисторов триггеров с непосредственными связями соединены с общей шиной (1) .

Недостатком этого устройства явля ется большая потребляемая мощность из-эа большого числа квантов тока, задаваемых многоколлекторным тран-. зистором в цепи опорного тока..

Цель изобретения - уменьшение . потребляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобра зователь введены входной и(т-1) вы- 40 читающих токовьк повторителей,(ю-1) ключевых h -р» П транзисторов, а и-триггеров с непосредственными связями разделены на Ф групп, при этом выходы входного токового повторителя 45 соединены с базами ключевых й-р- h транзисторов, коллекторы которых соединены со входом и выходом соответствующего вычитающего токового повторителя, выходы которого соеди- 50 иены с базами первых транзисторов триггеров с непосредственньвы связями соответствующей группы, кроме. первой, дополнительный коллектор входного многоколлекторного тран- 55 зистора соединен со входом входного токового повторителя, а соответст- вукицие дополнительнйе коллекторы

358 2 многоколлекторного транзистора в цепи опорного тока соединены со входами вычитающих токовьй повторителей и базами ключевых Н -р- h транзисторов соответственно.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного аналогоцифрового преобразователя.

Аналого-цифровой преобразователь содержит источник опорного тока 1, компараторы 2, входной многоколлек:торный транзистор 3, многоколлекторньй транзистор 4 в цепи опорного тбка. Компараторы 2 выполнены на триггерах с непосредственнымн связями, причем эмиттер входного многоколлекторного транзистора 3 соединен с клеммой входного аналогового

I сигнала 5. Каждый из коллекторов

\ этого транзистора 3 соединен с базой первого транзистора 6 триггера с непосредственными связями соответ-. с ствующего разряда преобразователя.

С базой второго транзистора 7 триггера с непосредственными связав каздого разряда соединены соответст. вующие коллекторы многоколлекторного .транзистора 4 в цепи опорного тока, эмиттер которого соединен с клеммой источника опорйого тока 8. Базы обоих многоколлекторных транзисторов

3 и 4 и эмиттеры транзисторов 6 и 7 триггеров с непосредственными связями соединены с общей шиной 9, входной и.в-1. вычитающих токовых повторителей 10 и 11, М- 1,ключевых О -р-h транзисторов 12, а 1) триггеров с непосредственными связями разделены на Ю групп. При этом выходы вход .ного токового повторителя 10. соединены с базами ключевых п -р-Ь транзисторов 12, коллекторы которых соединены со входами и выходами соответствующего токового повторителя 11, выходы которого соединены с базами первьк транзисторов 6 триггеров с непосредственными связями соответствующей группы, кроме первой. Дополнительный коллектор входного многоколлекторного транзистора 3 соединен со входом входного токового повторителя

10, а соответствующие дополнительные коллекторы многоколлекторного транзистора 4 в цепи источника тока— со входами вычитающих токовых повторителей 11 базаря ключевьк и-р h транзисторов 12 соответственно. Коллекторы .вторых транзисторов 7 триггеров с непосредственныьж связями

3 11323 подключены к выходам 13 преобразова- теля.

: Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом., Входной 10 и вычитающие 11 токовые повторители имеют эффективный коэффициент передачи по выходам, равный единице, что обеспечивается соотношЕнием площадей коллекторов обратной связи с выходных коллекто- 1п ров. Многоколлекторный транзистор

4 задает опорные токи в базы вторых транзисторов 7 триггеров с непосредственной связью, в базы ключевых транзисторов 12 и вычитающих токовых повторителей 11. Величины этих

I токов определяются количеством уровней сигнала и количества групп триггеров с непосредственной связью.

В общем виде для (Л+1)-уровнево- . 2О го преобразователя при tn группах токовых повторителей в базы вторых транзисторов 7 в пределах каздой группы задаются следующие значения токов : О, 5 io 1, 5 Ia 2«5?о

И (, — 0, 5) 1 . соответственно, где

1о — единичный уровень тока, в ключевые и -р-и транзисторы 12 за-

1. даются 30 о«2,—,„ 0,5 о - 1- 0,5 о

/ соответственно, а в вычитающие токо- З вые повторители 11

«о о фч о->

n "

m — jI соответственно.

Например, для 16-уровневого преоб,разователя задаются следующие значения токов о« 2 о« ° «15 о« т.е. n = 15, при fh - 3 в базы двух ключевых транзисторов 12 задается соответственно ток 5,5 Зо и 10,5 Зо, в два вычитающих токовых повторителя 11-5 3 и 10 Зо, а во вторые транзисторы пяти триггеров с непосредственной -связью — О, 5 3 о «

Зо 2«53о «3«53о ° 4«5 3 со ответственно.

Конструктивно величина тока обеспечивается соотношением площадей коллектоРов и эмиттера многоколлектор-. ного транзистора 4.

1á-уровневый преобразователь работает следующим образом.

58

При увеличении входного сигнала от О до 5 До последовательно переключаются триггеры первой группы, В остальных группах состояние триггеров не меняется, так как включенные ключевые транзисторы 12 шунтируют первые транзисторы 6 триггеров.

При увеличении входного сигнала от 53 до 10 Jo входной токовый повторитель 10 выключает первый ключевой транзистор 12, в базу которого задавался ток 5,5 Зо, в результате включается первый вычитающий токовый повторитель 11. Последний вычитает ток равный 5 1о иэ тока, задаваемого в первые транзисторы 6 триггеров вто-. рой группы. В результате при увеличении тока от 5 3 до 10 Э ток, задаваемый во вторую группу триггеров, меняется от О до 53, что и опреде ляет число переключенных триггеров в этой группе.

При дальнейшем увеличении тока от 10До до 15J входной токовый повторитель 10 выключает второй ключевой транзистор 12, в результате включается второй вычитающий токовый повторитель 11, в который задается транзистором 4 ток равный 103о

Такой хе по величине ток вычитаетсч йз тока, заваемого в первые транзисторы 6 третьей группы триггеров.

Таким образом, при увеличении входного тока от 103о до 153о ток, задаваемый в третью группу- триггеров, изменяется от 0 до 5 1, что и опре-. деляет число переключенных триггеров в этой группе.

При изменении входного тока от нулевого уровня до максимального на вЬ ходах 13 устройства, соединенных с коллекторами вторых транзисторов 7 триггеров, формируется код, который принимает значения от 00.. ° 0 до

11...1.

Введение входного и вычитающих токовых повторителей 10 и 11 и ключевых и-p-И транзисторов 1.2 приводит к су щественному сокращению числа квантов опорного тока, задаваемых транзистором 4.

Таким образом, получается уменьшение потребляемого тока, а следова тельно н мощности. Сокращение числа, .квантов тока приводит к упрощению топологии устройства, а следовательно-и к уменьшению площади, занимаемой устройством на кристалле.

Составитель А.Янов

Техред С.Легеза

Корректор М.Розмари

Редактор Т.Колб

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9805/44 Тираж 861 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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