Функциональный цифро-аналоговый преобразователь
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик (ii) 748452
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1005.78 (21) 2612681/18-24 с присоединением заявки М 2622065/24 (23) Приоритет
Опубликовано 1507.8(16юллетень Н9 26
Датаопубликовамия описания 1507.80
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. ЗЗЬ (088.8) (72) Авторы изобретения
Г.М.Выдолоб. и В.Н.Лапенко (71 ) За яв итель
Московский институт электронной техники
{54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЦИФРОАНАЛОГОВЫИ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ емый резистор соединен со входом второго операционного усилителя, выход которого соединен со входом первого цифрового управляемого резистора.
Недостатком известного преобразователя является сложность структурной схемы, так как для воспроизведения заданных функций в нем используются два многоразрядных цифровых входа и дополнительные управляемье резисторы, подключенные к выходам усилителей.
Целью изобретения является упро; щение функционального цифроаналогового преобразователя. для достижения поставленной цели в функциональном цифроаналоговом преобразователе, содержащем первый опЕрационный усилитель с первым масштабным резистором в цепи обратной связи, вход первого операционного усилителя подключен к выходу первого цифрового управляемого резистора, первый аналоговый вход которого является аналого" вым входом преобразователя, цифровой вход — цифровым входом преобразовать . ля, а второй аналоговый вход соеп- «Н с шиной нулевого потенциалау обжорой цифровой управляемый реэи тоР »то рой операционный усилитель со вторнел
Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в микроэлектронных аналог0-цифровых вычислительных устройствах и системах управления. 5
Известен Функциональный цифроаналоговый преобразователь (1),содержащий цифровые управляемые резисторы с номиналами разрядных резисторов,пропорциональными степени двух, в котором используются весовые прецизионные резисторы широкого диапазона номиналов.
Недостатком такого преобразователя является сложность структурной 15 схемы при изготовлении его в микроминиатюрном варианте.
Наиболее близким техническим решением является функциональный цифроаналоговый преобразователь (2), со- 20 держащий масштабные резисторы, два цифровых управляемых резистора, ключи и операционные усилители с резисторами в обратной связи. Вход первого операционного усилителя через цифро- 25 вой управляемый резистор соединен с аналоговым входом преобразователя, а выход усилителя является выходом преобразователя. Кроме того, выход усилителя через второй -цифровой управля-30 (Я)М, Кл.
G Об J 3/00, 748452 масштабным резистором в цепи обратной связи, ко входу которого подключен первый вывод вхбдного масштабного резистора, второй, вывод входного масштабного резистора соединен -с аналоговым входом преобразователя,первый. аналоговый вход второго цифрового управляемого резистора подключен к выходу второго операционного усилителй, вход которого соединен со вторым аналоговым входом второго цифрового управляемого резистора, цифровой вход преоб- 1О разователя соединен с цифровым входом второго цифрового управляемого резистора, выход которого подключен ко входу первого операционного усилителя„
На фиг. 1 приведена схема первого 15 варианта построения функционального цифроаналогового преобразователя; на фиг, 2 — схема второго варианта этого же преобразователя.
Функциональный цифроаналоговый преобразователь (Фиг. 1) содержит операционные усилители 1 и 2 с масштабными резисторами 3 и 4 в соответствующих обратных связях, входной масштабный резистор 5 и цифровые управляемые 25 резисторы 6 и 7, Цифровой управляемый резистор ь состоит из ключей 80- 8„, и двух групп разрядных резисторов 9О-9„ и 10,-1о„, выполненных по структу.ре R-2R.
Цифровой управляемый резистор 7 состоит из ключей 11„ — 11П „, и двух групп разрядных резисторов 12о- 12„ и 13o — 13„ . Аналоговый вход преобра-35 зонателя обозначен цифровой 14,цифровой вход — цифрой 15, выход преобразователя — цифрой 16.
Второй вариант преобразователя (Фиг. 2) содержит, операционные усилители 17 и 18. с масштабными резистора- 4() ми 19 и 20 в обратной связи, входные масштабные резисторы 21 и 22, согласующие резисторы 23 и 24, цифровые управляемые резисторы 25 и 26.
Аналоговый вход устройства обозна- 45 чен цифрой 27, цифровой вход — цифрой 28, выход преобразователя — цифрой 29.
Функциональный цифроаналоговый преобразователь (фиг. 1) работает сле- щ дующим образом
Входное напряжение О х через входной масштабный резистор 5 поступает на на вход операционного усилителя 2, охваченного отрицательной обратной связного. На выходе операционного усилителя 2 появляется напряжение 02 равное
z 6x У4 + yþ(w„„„— М) е уо — -величина проводимости резисторов 9 и 13; 60
У4 — величины проводимостей ресторов 4 и 5;
М - дво чный код;
hl. --„ - максиьЫльное значение двойчного кода, 65
Это напряжение поступает через. циф- ровой управляемый резистор 7 на вход операционного усилителя 1,куда поступает также входное напряжение через цифровой управляемый резистор 6.Напряжение на выходе операционного усилителя
1, охваченного отрицательной обратной связью посредством резистора обратной связи 3, является выходным напряжением устройства и равно
@ ых - Коэффициент К представляет собой функцию вида где — проводимость масштабного резистора 3. Эта функция обеспечивает приближение к зависимости x=--Sill — N 4т 2 с погрешностью не более О, 38Ъ при изменении аргумента o < H J что обеспечивает реализацию восьмиразрядного преобразователя. Параметры У<> У, У,у3 расчитываются исходя из наилучшего в смысле Чебышева приближения функции к синусной зависимости. Описанный преобразователь реализует также приближение к зависимости М=-со2 $ l4 при о < IV< 4 при управлении цифровыми управляемыми резисторами 6 и 7 обратным ка-. дом N. Второй вариант преобразователя (фиг. 2) обеспечивает воспроизведение тех же тригонометрических Функций %- М.. Х=-Мп2 > ПРи 04 N 4 М„„„, р ахе N и у=- о$2 и„о,„ при ОС М4 )Ч„х с погрешностью не более 0,38%. Передаточный коэффициент К преобразователя в этом случае представляется функцией у„, (V». V,„,N Ä,-У,<) (И ф23 У2О У23 У24 2о 124 ЪоУо Чам"2оУо ) V%0 922 723,N 924 соответственно проводимости резисторов 20, 22, 23 и 24 При этом должно выполняться условие 22 Уо )4иакс Уа= У,з где ч и $ — проводимости резисторов 21 и 19, 19 Воспроизведение этих функций достигается при управлении .цифровыми управляемыми резисторами 25 и 26 прямым двоичным кодом. Это устройство синусного цифроаналогового преобразователя, управляемого прямым кодом, позволяет воспроизводить синусную и косинусную функцию одного аргумента (например, в систе748452 мах преобразования прямоугольных координат а полярные), используя только прямой двоичный код, что вдвое сокрашает количество цифровых шин управления. Рассмотренные варианты построения функционального преобразователя позволяют уменьшить количество исполь-, зуемых в нем элементов и упростить схему их соединений. 1О Формула изобретения Функциональный цифроаналоговый преобразователь, содержаший первый операционный усилитель с первым мас15 штабным резистором в цепи обратной связи, вход первого операционного усилителя подключен к выходу первого цифрового управляемого резистора,первый аналоговый вход которого является 20 аналоговым зходом преобразователя, Ф цифровой вход - цифровым входом преобразователя,а второй аналоговый вход соединен с шиной нулевого потенциала, второй цифровой управляемый резистор 25 и второй операционный усилитель - co -втормет масштабным резистором в цепи обратной связи, ко входу которого подключен; первый вывод входного масштабного резистора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения, в нем второй вывод входного. масштабного резистора соединен с аналоговым входом преобразователя, первый аналоговый вход второго цифрового управляемого резистора пбдключен к выходу второго операционного усилителя, вход. которого соединен со вторым аналоговым входом второго цифрового управляемого резистора, цифровой вход преобразователя соединен с цифровым входом второго цифрового управляемого резистора, выход которого подключен ко входу первого операционного усилителя. Источники информации, 1.Смолов В.Б., Фомичев В.С.Аналого-цифровые и цифроаналоговые нелинейные вычислительные устройства. Л., Энергия,1974, с. 157. 2. йвторское свидетельство СССР Ð 591879, кл. G 06 J 3/00, 1976 (прототип) . 748452 Составитель О.Сахаров Редактор Н.Каменская Техред М.Куэьма КорректорМ.Шароши = Закаэ 4242/38 Тираж 751 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Ра лаская наб., д. 4/5 ВЩ И мю е " " " у Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4
