Цифро-аналоговый перемножитель

 

О П И C А" Л "И"Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 598? 33

Ф с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаявленО 07Л4,75 (21) 2121496/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 1Ь0378Бтоллетеиь № 10 (51) М, Кл.

Н 03 К 13/03

Гаарднратееннк1 намнтет балета Мнннатрае 666Р на .делам нзабретенн6 н атнрытнн (о3) УДК 681.325 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 200278 (72) Автор изобретения

В.В.Меер

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ

Изобретение относится к импульсной технике. Перемножитель может быть использован для преобразования. информации, в частности для перемножения сигнала в кодированной форме на сигнал в аналоговой форме с представлением результата напряжением.

Известен цифро-аналоговый перемножитель, содержащий регистр со встроенными вентилями и знаковым разрядом, аналого-цифровой преобразователь, реэистивную матрицу и аналоговые переключатели glj. Недостатком его явлются ограниченный динамический диапазон входного сигнала °

Наиболее близким к предлагаемому является цифро-аналоговый перемножитель, содержащий регистр со знаковым разрядом, аналоговый преобразователь ток-напряжение с дифференциальным входом, обращенную реэистивную матрицу P - 2%, поразрядные двухпозиционные аналоговые переключатели, одноименные выходы которых соединены между собой и подключены к нулевой шине и через двухпоэиционный аналоговый переключатель, управляющий вход которого подключен к знаковому разряду, к входам аналогового преобразователя, транзисторную группу источ2 ников двоично-взвешенных токов, через которую резисторы 2к матрицы соединяются с входами поразрядных аналоговых переключателей, а также анало5 говое входное устройство, имеющее потенциальный н токовый выходы, соответственно подключенные к управляющему входу транзисторной группы и входу матрицы 21.

I0 - Недостатком известного устройства является ограниченный динамический диапазон входных сигналов в аналоговой форме, в результате чего иэ рабочей области исключаются два квадран15 та и область малых входных сигналов.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона входного напряжения.

Это достигается тем, что в цифро20 аналоговый перемножитель, содержащий ., регистр со знаковым разрядом и с встроенными вентилями чтения прямого и ин" версного кода, поразрядные выходы которых подключены к соответствующим

25 входам первых двухпоэиционных анало.говых переключателей, выходы которого объединены с выходами второго двухпозиционного аналогового переключателя, причем другие входы первых двухпоэиционных аналоговых переключателей

598233 соединены с выходами обращенной резистивной матрицы, оконечный резистор которой подключен к сигнальному входу второго двухпоэиционного аналогового переключателя, и аналоговый преобразователь ток-напряжение, введены согласущие резисторы 8 ..и 2R и знаковый двухпозиционный аналоговый переключатель. Управляющий вход последнего объединен с управляющим входом второх о двухпозиционного аналогового переключателя и выходом знакового разряда регистра, сигнальный вход соединен через согласующий резистор 2R с входным зажимом перемножителя, подключенным через согласующий резистор

R к входу обращенной резистивной матрицы, а соответствующие выходы всех двухпозиционных аналоговых переключателей соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами аналогового 91 преобразователя ток -напряжение.

На чертеже изображена структурная схема цифро-аналогового перемножителя, содержащего регистр 1 со знаковым разрядом 2 и со встроенными вен- Я8 тилями чтения прямого и инверсного кода, причем разряды регистра расположены по старшинству слева направо, аналоговый преобразователь ток-напряжение 3 с инвертирующим 4 н неинвер- 8О тирующим 5 входами, выполненный, например, на двух операционных усилителях, обращенную резистивную 11(атрицу б типа R -2R с группой поразрядных двухпозиционных аналоговых переключателей З8

7, знаковый двухпоэициоиный аналоговый переключатель 8. Одноименные выходы переключателей 7 соединены между собой параллейьна. и,;11одкЛЮЧВНЫ к входам 4 и 5 аналрговаго, пРеобразователя

3, управляющие входы:переключателей 7 подключены к:поразрядным выхоДам 11- 14 вентилей регистра: 1, а управляющий вход 9 переключателя 8 подключен непосредственно к выхсду знакового разряда 2-этого регистра.. Входной сигнал Я(1

Зв„ (аналоговый сомножитель} подключен к матрице 6 через резистор 10 с сопротивлением R, а к сигнальному входу 11 знакового переключателя 8 через резистор 12 удвоенного сопротивления 60

2ц . Оконечный резистор ZR матрицы аовдинви с сигнальным входом 13 двухпозиционного аналогового переключателя 14, управляющий вход 15 которого подключен к одноименному входу 9 пере-56 ключатвля 8 ° Выходы последнего перекрвстно соединены с одноименными выходами переключателей 7 и 14. Все аналоговые переключатели могут быть вы-полнены, например, на полевых тран- ф) эжсторах, герконах, оптоэлектронных ключах и т.r .

Цифро-аналоговый перемножителЪ работает следующим образом.

При выборе сопротквления резисторов 10 и 12 в точном соответствии с сопротивлениями матрицы 6 входное сопротивление по аналоговому входу

U постоянно и равно 8, поскольЗх ку токовые входы 4 и 5 преобразователя 3 потенциально заземлены (входы операционных усилителей). Таким образом, входной ток i „ делится на двв равные части < „, из которых лерах вая протекает через резистор 12, а вторая — через резистор 10 и матрицу б. При зМачениях на выходах 11 - 14-0 или 1 = 1 -1 поразрядные переключа! 4 тели соответственно подкЛ очают токовые сигналы ветвей ZR к входам 5 и 4 преобразователя 3, что соответствует присвоению этим сигналам дополнительного множителя Ц или 1 независимо от величины тока 1 „ и его направления (полярности Цв„ ). При наличии вентилей чтения в регистре 1 и при значении знакового разряда, равном нулю, значения разрядов соответствуют значащим разрядам цифрового сомножи- . теля, а при знаковом разряде, равном единицей - его инверсному значению.

Это эквивалентно формированию на входах преобразователя 3 токовых сигналов с дискретностью h tir, соответствующей кванту младшего разряда, предельными значениями которых являются

+ — ib„— 41 лРи Q.MQQ

- T1bõ+ 4"1 "ри О.Ш1

1 °

1 °

- — ib +bib„пРи 1.ОООО

Я 4

1 °

+ 4х- 41 „1(1ри 1. 1111

Устранение многозначности характеристик преобразователя в области при знаке разряда ноль производится вычитанием иэ этих величин тока — (1 . а.при знаке разряда единица - прибавлением тока -(„, что реализуется

1. перекрестным. подключением выходов переключателя :8.к. одноименным выходам переключателей 7, а:также введением тока поправки 44(„при знаке разряда ,НОЛЬДЕ-41 х ПРИ вЭйаКЕ РаЗРЯДа ЕДИНИЦЫ, рвалйзуемой посредством переключателя

14.Результирующая характеристика перемножителя имеет вид ступенчатой ломаной линии с предельными значениями — 1 +- 41 при О.1111

+ 1ц — Z41bz пРи 1,1111

О арф 0.0000 и 1. 0000

Абсолютная величина токого квана 4 З» Uar R

598233

Формула изобретения

Составитель Д.Голубович

Редакто Т.Ю чикова Тех ед Е Давидович Ко екто

Папп

Заказ 1270/49 Тираж 1086 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 разрядность регистра 1, и весь перемножитель обладает благодаря эффекту потенциального заземления аналоговых переключателей по входам 5 и 4 множительными характеристиками во

5 всех четырех квадрантах, в том числе в области малых сигналов.

Цифро-аналоговый перемножитель, ip содержащий регистр со знаковым разрядом и с встроенными вентилями чтения прямого и инверсного кода, поразрядные выходы которых подключены к соответствующим входам первых двухпо- у зициоиных аналоговых переключателей, выходы которых объединены с выходами второго двухпозиционного аналогового переключателя, другие входы первых двухпоэиционных аналоговых переклю- gg чателей соединены с выходалм обращенной резистивной матрицы, оконечный резистор которой подключен к сигнальному входу второго двухпоэиционного аналогового переключателя, и аналоговый преобразователь ток - напряжение, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входного напряжения, в него введены согласующие резисторы R и 2R и знаковый двухпоэиционный аналоговый переключатель, управляющий вход которого объединен с управляющим входом второго двухпоэиционного аналогового переключателя и выходом знакового разряда регистра, сигнальный вход соединен через согласующий резистор 28 с входным зажимом перемножителя, подключенным через согласующий резистор

К к входу обращенной резистивной матрицы, а соответствующие выходы всех двухпозициониых аналоговых переключателей соединены с инвертирующим и неннвертирующим входами аналогового преобразователя ток - напряжение.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

1. Нетребенко К.A. ЦиФровые делители напряжения, М., Энергия, 1970, с.114.

2.Мона Рй ев О/А convertet. At.hie ver, 0,05J <пааи1у wikh 10-Кй кезоРийоп,ЕРесЬ аи с Design,1972,v.20,я 9.