Цифроаналоговый преобразователь

 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в анэлого-цифровых вычислительных машинах. Целью изобретения является повышение точности преобразования . ЦАП содержит операционный усилитель , с первого по третий конденсаторы, с первого по третий дополнительные конденсаторы , с первого по пятый электронные ключи и с первого по пятый дополнительные электронные ключи. Принцип работы ЦАП основан на процессах перераспределения заряда и подавления помех вследствие зарядовой инжекции как синфазного сигнала. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 H 03 M 1/66

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО. СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4855216/24 (22) 25.07.90 (46) 15.05.93. Бюл. KL 18 (71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н.Д.Псурцева (72) Д.Л.Шлемин (56) Аллен Ф.. Санчес-Синенсио Э. Электронные схемы с переключаемыми конденсаторами Пер. с англ, M.; Радио и связь, 1989 r.

Malobertl F, Swltehed-capacitor bulldlna

block for analogue signal processing //

Electronic leners — 1983- ч.19- по.7 рр.263268, (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения аналого-цифровых преобразователей, а также контрольно-измерительной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение точности преобразования, 1. Введены первый, второй, третий, четвертый и пятый дополнительные ключи, а также первый, второй и третий дополнительные конденсаторы.

2. Введены новые связи: второй вывод первого ключа соединен со входом устройства, а второй вывод третьего конденсатора подключен к инвертирующему входу ОУ.

Элементы предложенной совокупности взаимосвязаны в единую систему, действие одного из них непосредственно влияет на другой, именно такая совокупность отличительных признаков совместно с известными признаками позволяет получить положи,.!Ж, 18158ОО А1 (57) Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналого-цифровых вычислительных машинах, Целью изобретения является повышение точности преобразования. ЦАП содержит операционный усилитель, с первого по третий конденсаторы, с первого по третий дополнительные конденсаторы, с первого по пятый электронные ключи и с первого по пятый дополнительные электронные ключи. Принцип работы ЦАП основан на процессах перераспределения заряда и подавления помех вследствие зарядовой инжекции как синфазного сигнала.

2 ил. тельный эффект, состоящий в повышении точности преобразования.

В результате анализа просмотренной научно-технической и патентной литературы заявителем не обнаружены технические ОО, решения, которые имеют совокупность отличительных признаков, аналогичных предлагаемому техническому решению.

На фиг.1 приведена принципиальная схема ЦАП.

ЦАП содержит ОУ 1, конденсатор 2, кон- С денсатор 3, конденсатор 4, 5-9 ключи, 10 — 12 дополнительные конденсаторы, 13-17 дополнительные ключи, вход 18 и выход 19.

ЦАП работает следующим образом. На вход устройства в последовательной форме поступает преобразуемый цифровой код, при этом если преобразуется разряд, равный логической единице, то на вход устройства подают напряжение Uo. В противном случае на вход устройства поступает напряжение, равное нулю. На фиг.2 приведены

1815800 тактовые диаграммы, иллюстрирующие функционирование электронных ключей. В таблице приведены выражения сигналов управления каждого ключа.

Для равномерного преобразования все конденсаторы должны иметь одинаковую емкость. Перед преобразованием второй конденсатор 3 разряжается на фазе а через третий и пятый ключи 7 и 9. Преобразование начинается с младшего значащего разряда.

При этом на фазе Ь замыкаются ключи 5 и 7 (дополнительные ключи для простоты пока не рассматриваются), выводя ОУ в режим повторителя. Следовательно. левая (по схеме фиг.1) обкладка первого конденсатора 2 заряжается до напряжения Vo (если преобразуемый разряд равен логической единице), а его правая обкладка — до напряжения смещения ОУ. На фазе С ключи 5 и 7 размыкаются и замыкается ключ 6, при этом заряд, накопленный конденсатором 2, передается в конденсатор 4, кроме того, поскольку правая обкладка конденсатора 2 на предыдущей фазе была заряжена до напряжения смещения ОУ, на фазе С происходит компенсация этого напряжения. Таким образом, к концу фазы С на выходе ОУ установится напряжение 14. На фазе d замыкается ключ 9 и заряд, накопленный на конденсаторе 4 на предыдущей фазе, распределяется между конденсаторами 3 и 4. Поскольку емкости конденсаторов равны, то конденсатор 3 получит заряд CUp/2, где С вЂ” емкость конденсатора. Аналогичным образом осуществляется преобразование остальных разрядов кода. После преобразования й-го разряда нэ конденсаторе 3 будет накоплен заряд

2 di

o= g — „-+ -си. =1 2 где di — значения разрядов (логический 0 или лог,1).

На:фазе е происходит замыкание ключей 7 и 6, поэтому происходит разрядка конденсатора 4 и накопление напряжения смещения ОУ на конденсаторе 2. На фазе f ключ 7 оказывается разомкнутым, а ключ 8 — замкнутым. Поэтому.к концу фазы f на выходе OY устанавливается напряжение

N 21.(1 - ГОО, что и соответствует цифроа =1 2 налоговому преобразованию. Дополнительные ключи и дополнительные конденсаторы образуют схему, в точности повторяющую схему из основных ключей и конденсаторов, когда на вход ЦАП подано нулевое напряже5

55 ние. Следовательно, помехи, вызванные зарядовой инжекцией в ключах, синфазно присутствуют на входах ОУ, поэтому эти помехи подавляются. Таким образом достигается повышение точности преобразования.

Введение в схему ЦАП первого — пятого дополнительных ключей и первого-третьего дополнительного конденсатора, а также новых связей, указанных выше, позволяет повысить точность преобразования.

Использование предлагаемого ЦАП позволяет реализовать ЦАП разрядности 10-12 и выше в интегральном исполнении без дополнительных операций подгонки параметров элементов.

Формула изобретения

Цифроаналоговый преобразователь, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первыми выводами первого и второго конденсаторов, второй вывод первого из которых объединен с входом первого ключа и подключен к выходу второго клюна, первый вывод второго конденсатора объединен с входом третьего ключа, а второй вывод подключен к выходам третьего и четвертого ключей, вход последнего из которых объединен с входом пятого ключа и соединен с первым выводом третьего конденсатора, выходы второго и пятого ключей являются шиной нулевого потенциала, а второй вывод второго конденсатора соединен с выходом операционного усилителя, и является выходной шиной,о тл и ч а ю шийсятем, что, с целью повышения точности преобразования, введены первый, второй и третий дополнительные конденсаторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый дополнительные ключи, выходы которых, а также первый вывод первого дополнительного конденсатора являются шиной нулевого потенциала, второй вывод первого дополнительного конденсатора объединен с первыми выводами второго и третьего дополнительных конденсаторов, входом первого дополнительного ключа и подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, причем второй вывод второго дополнительного конденсатора соединен с входами второго и третьего дополнительных ключей, а входы третьего и пятого дополнительных ключей соединены с вторым выводом третьего дополнительного конденсатора, причем вход второго ключа является входной шиной. а второй вывод третьего конденсатора подключен к инвертирующему входу операционного усилителя.

1815800 а! ГЧ фиа 2

Составитель Д. Шлемин

Техред М. Моргентал Корректор Н.Король

Редактор

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

Заказ 1644 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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