Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении прецизионных цифроаналоговых и аналого-цифровых измерительных систем.Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства. Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом содержит кодоуправляемый делитель 1, выполненный на 2<SP POS="POST">M</SP> -1 формирователях 1,1 одинаковых разрядных токов N-M формирователях 1.2 двоично-взвешенных разрядных токов, N-M ключах 1.3 первой группы, 2<SP POS="POST">M</SP>-1 -1 ключах 1.4 второй группы и 2<SP POS="POST">M</SP>-1 ключах 1.5 третьей группы, шину 2 опорного напряжения, преобразователь 3 кода, сумматор 4 и инвертор 5. Преобразователь 3 кода для случая M=3 выполнен на двух элементах И, двух элементах ИЛИ-НЕ, элементе НЕ, элементе ИЛИ-И и элементе ИЛИ-И-ИЛИ-НЕ. Организация двух групп выходов у кодоуправляемого делителя 1 позволила повысить точность преобразования и одновременно упростить устройство за счет исключения источника, смешающего уровень сигнала на выходе сумматора 4, обеспечивавшего биполярный режим работы известного устройства. 2 ил.,1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 03 М 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4087481/24-24 (22) 09.07.87 (46) 23.04.89. Бюл. М 15 (72) Ф.Г.Томашпольский, А.А.Гудзь и С.Л.Судьин (53) 681.325(088.8) (56) Electronic Design, 1982, Р 119 рр. 121-131.

IEEE, Jornal of Solid-State Cir cuits vol SC-18, 1983, Р 6, рр. 729-735, фиг,1. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

С БИПОЛЯРНЫМ ВЫХОДНЫМ СИГНАЛОМ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении прецизионных цифроаналоговых и аналого-цифровых измерительных систем.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение устройства. Цифроаналоговый.преобразователь с биполярным выходным сигналом содержит кодоуправля„„SU 1 474846 А 1 емый делитель 1, выполненный на

2 — 1 формирователях 1.1 одинаковых разрядных токов, п — т формирователях 1 ° 2. двоична-взвешенных разрядных токов n — m ключах 1.3 первой группы, группы, 2 †1 ключах 1.4 второй

tn- 1 группы и 2 ключах 1.5 третьей группы, шину 2 опорного напряжения, преобразователь 3 кода, сумматор 4 и инвертор 5. Преобразователь 3 кода для случая m = 3 выполнен на двух элементах И, двух элементах ИЛИ-НЕ, элементе НЕ, элементе ИЛИ-И и элементе ИЛИ-И-ИЛИ-НЕ. Организация двух групп выходов у кодоуправляемога делителя 1 позволяет повысить точность преобразования:и одновременно упростить устройство за счет исключения источника, смещающега уровень сигнала на выходе сумматора 4, обеспечивавшего биполярный режим рабаты известного устройства. 2 ил., 1 табл. использовано при построении прецизионных цифроаналоговых и аналогоцифровых систем. 5

Цель изобретения — повышение точности и упрощение преобразователя, На фиг.1 представлена функциональная схема цифроаналогового преобразователя с биполярным выходным сигна- f0 лом, на фиг.2 — функциональная схема преобразователя кода для случая m = 3.

Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом (фиг.1) содержит кодоуправляемый делитель 1, 15 выполненный на 2 — 1 формирователях 1.1 одинаковых разрядных токов, n — m формирователях 1.2 двоично-взвешенных разрядных токов и трех группах клю" чей 1.3-1.5, шину 2 ::порного напряже-20 ния, преобразователь 3 кода, сумматор 4 и инвертор 5. Преобразователь 3 кода (фиг.2) выполнен на двух элементах.И 6 и 7, двух элементах ИЛИ-НЕ 8 и 9,.элементе НЕ 10, элементе ИЛИ-И

11 и элементе ИЛИ-И-ИЛИ-НЕ 12.

Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом работает следующим образом.

На вход цифроаналогового преобра зователя поступает и-разрядный двоичный код, m старших разрядов которого поступает на вход преобразователя 3 кодов. На входы формирователей

1.1 одинаковых разрядных токов и на входы формирователей 1.2 двоичновзвешенных разрядных токов поступает опорное напряжение с шины 2 опорного напряжения. На выходах преобразователя 3 кода формируется (2 — 1)-разрядный единичный код, (2 ) разрядных сигналов которого управляют ключами 1.5 третьей группы, подключая выходы (2 ) формирователей 1.1 оди-, наковых разрядных токов к первому входу сумматора 4, (2 " — 1) выходных разрядных сигналов преобразователя 3 кода управляют ключами 1.4 второй группы, обеспечивая подключение выходов оставшихся (2 — 1) формиI рователей 1.1 одинаковых источников токов через инвертор 5 к второму входу сумматора 4, (и — m) младших раз рядов входного кода поступают непосредственно на управляющие входы ключей 1.3 первой группы, с помощью которых к входу инвертора 5 подключаются выходные сигналы формирователей

40

50

1 14748

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть

Входной код трех старших разрядов ЦАП

Выходной код преобразователя кода

2 т 2 з а6 а а4 а 3 аЙ а1

1 1 1

1 1 0

1 0 0

0 0 0

0 О О

0 0 0

О О О

О О О

0 0 0 1

О О 0 1

0 0 0 1

0 0 0 1

О О О 0

О 0 1 0

О 1 1 0

1 1 1 0

О 0 О

0 О 1

0 1 О

0 1 1

1 0 О

1 0 1

1 . 1 О

1 1 1

В соответствии с таблицей представлена одна из возможных реализаций преобразователя 3 кода для случая равенства числа старших разрядов трем (фиг.2). Выходы второго 9 и первого 8 элементов ИЛИ-НЕ, элемента ИЛИ-И-ИЛИНЕ 12 и элемента НЕ 10 формируют 2 выходов преобразователя 3 кодов, сигналы которых управляют ключами 1.5 третьей группы, а выходы элемента

46 2

1.2 двоично-взвешенных разрядных токов.

При данном выполнении кодоуправляемого делителя 1 на выходе сумматора 4 формируется максимальный отрицательный сигнал при входном коде

00...00, а максимальный положительный сигнал — при коде 11...11. При значении входного кода 100...00 на выходе сумматора 4 сигнал равен нулю.

Таким образом, формирование на выходе цифроаналогового преобразователя биполярного выходного сигнала осуществляется без использования дополнительного источника, смещающего на половину полной шкалы уровень выходного сигнала. Исключение дополнительного источника смещающего напряжения обуславливает, с одной стороны, упрощение цифроаналогового преобразователя, а с другой стороны, повышает его точность за счет исключения погрешности, присущей дополнительному источнику смещающего сигнала. Повышение точности особенно существенно проявляется в середине шкалы преобразуемого кода, т.е. при выходных сигналах сумматора 4, близких к нулевому значению.

Достижение положительного эффекта обеспечивается также за счет реализации преобразователя 3 кодов по определенному правилу, которое представлено в виде таблицы истинности.

1474846

ИЛИ-И 11, второго 7 и первого 6 элементов И формируют (2 — 1) выходов преобразователя 3 кода, обеспечивая управление ключами 1.4 второй группы.

Количество одновременно включенных ключей второй 1.4 и третьей 1.5 групп определяют соответственно по формулам

+ a 2 + ° ° ° + 10

+а,„+1);

К = а,(az2 + а 2 + ... +

+ ам), где а — значение i-ro разрядного коэффициента преобразуемого кода, а; — инверсное значение а,, а — значение старшего разрядного

1 коэффициента, К„,К вЂ” количество включенных ключей20 второй и третьей групп соответственно.

Формула из обретения

Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом, содержащий кодоуправляемый делитель, выполненный в виде n — - m формирователей двоично-взвешенных разрядных токов, где п — число разрядов преобразуемо30

ro кода, à m — число его старших разМ рядов, 2 — 1 формирователей равновеликих разрядных токов, первой группы из и — m ключей, второй группы из м-1

2 — 1 ключей и третьей группы из

М-1

2 ключей, выходы которых подключе- З5 ны к первому входу сумматора, выход которого является выходной шиной, а второй вход соединен с выходом инвертора, преобразователь кода, входы ко-. горого являются входами m старших разрядов входной шины преобразуемогб кода, 2 " выходов соединены с уп— равляющими входами соответствующих ключей третьей группы, а остальные (О-4

2 — 1 выходов соединены с управляющими входами соответствующих ключей второй группы, информационные входы ключей второй и третьей групп подклюtl1 чены к выходам соответствующих 2 — 1 формирователей равновеликих разрядных токов, вход первого из которых объединен с входами остальных 2 — 2 формирователей равновеликих разрядных токов, с входами n — - т формирователей двоична-взвешенных разрядных

Ф токов и является входной шиной опорного напряжения, информационные входы ключей первой группы подключены к .выходам соответствующих n — - т формирователей двоично-взвешенных разрядных токов, а управляющие входы являются входами.и — m младших разрядов входной шины преобразуемого кода, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения, выходы ключей первой и второй групп подключены к входу инвертора, при этом количество одновременно включенных ключей второй и третьей групп определяют по формулам соответственно

К, = а,(а 2 + аз2 м-з + .. + а + 1;

К =а (а2." +а2 + ... +а), где а; - значение i ro разрядного коэффициента преобразуемого кода, а, - значение старшего разрядного коэффициента, а. — инверсное значение а;, К „ - количество включенных ключей второй группы, К вЂ” количество включенных ключей третьей группы.

1474846

Составитель Н.Капитанов

Техред Л.Олийнык Корректор Э.Ланчакова

Редактор А, Козориз

Заказ 1911/57 Тираж 880 Подписное

BHHHDH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101