Двоично-десятичный цифроаналоговый преобразователь

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и>995307

{6т) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 18.09. 80 (21)2983998/18-21

Р4) М. Кп.з с присоединением заявки Й9Н 03 К 13/02

Государстаеииый коиитет

С С С Р ио делай изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 070283. бюллетень Ио 5

РЗ) УДК 681. 325 (088 ° S) Дата опубликования описания 0702,83 (72-) Автор. изобретения

N.Е ° Глушковский. (е» 1

j р г

{7f) Заявитель

I (54) ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ .

ПРЕ()БРАЗОВАТЕЛЬ,3

Цифроаналоговый преобразовательпредназначен для работы в вычислительных системах среднего быстродействия и может- быть использован в ядерной эЛектронике и других областях науки и техники. .Известны десятичные цифроаналоговые преобразователи, состоящие из матрицы резисторов с ключами, источника эталонного напряжения, дополнительных переключателей и источников эталонных напряжений изолированный .от общей шины 11).

Недостатком такого преобразователя являетоя сложность конструкции изза наличия изолированных источников напряжений.

Известен также двоично-десятичный цифроаналоговый преобразователь, содержащий трехдекадный статический регистр, три матрицы весовых резисторов с ключами,.источник эталонного напряжения .и суммирующий усилитель с ре-. зистором обратной связи, через который выход суммирующего усилителя соединен со своим входом и выходом первой матрицы весовых резисторов с ключами, управляющие цифровые входы .которой подключены к выходам первой ,декады статического регистра, а ее аналоговый вход соединен с выходом источника эталонного напряжения и аналоговыми входами второй и третьей матрицы весовых резисторов с ключами f2 ).

Недостатками данного устройства являются ограниченная точность, обусловленная неидентичностью режимов

fg работы ключей в старших разрядах матриц весовых резисторов с ключами и ни зк ая технологичность устройства изэа наличия ряда номиналов резисторов в матрице, значительно отличающихся по величине.

Цель изобретения - повышение точности и технологичности .устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в двоично-десятичный цифроаналоговый преобразователь, содержащий трехдекадный статический регистр, .три матрицы весовых резисторов с ключами, источник эталонного напряжения и суммирующий усилитель с резистором обратной связи, через который . выход суммирующего усилителя соединен со своим входом и выходом первой матрицы весовых резисторов с ключами, управляющие цифровые входы которой подключены к выходам первой декады статического регистра, а ее ана995307 . логовый вход соединен с выходом источника эталонного напряжения и аналоговыми входами второй и третьей матриц весовых резисторов с ключами, введены генератор импульсов, десятичный счетчик, две группы ключей, эле- 5 мент И и фильтр нижних частот, причем генератор импульсов соединен с входом десятичного счетчика, первый выход которого подключен к первому входу элемента И, а второй выход соединен 10 с вторым входом элемента И и первым входом первой группы ключей, выход элемента И подключен к первым входам второй группы ключей, выходы второй и третьей декад статического регистра соединены с входами первой и второй групп ключей соответственно, выход первой группы ключей подключен к .управляющим цифровым входам второй матрицы весовых резисторов с ключами,20 выход второй группы ключей соединен с управляющими входами третьей матрицы с ключами, выход которой соединен с выходами первой и второй матриц весовых резисторов с ключами и входом суммирующего усилителя, выход которого подключен через фильтр нижних частот к выходу устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства. 30

Первая (наиболее значащая) декада

1 статического регистра 2 соединена с первым — четвертым разрядами двоичной матрицы весовых регистров с клю- 3$ чами 3, вторая декада 4 статического регистра 2 через первую группу ключей 5 подключена.к четвертому— седьмому разрядам двоичной матрицы весовых регистров с ключами б, а тре-4О . тья 7, (наименее значащая)декада статического регистра 2 соединена через вторую группу ключей 8 с седьж м-де- . сятым разрядами двоичной матрицы весовых резисторов с ключами 9. Аналоговые входы матриц 3, б и 9 подклю- чены к выходу источника 10 эталонного напряжения. Генератор 11 импульсов через первую декаду 12 десятичного счетчика 13 соединен с второй .декадой счетчика 14. Инверсный выход

15 последнего триггера второй декады

4 десятичного счетчика 13 подключен к управляющему входу первой группы ключей 5, а инверсные выходы 15 и 16 последних триггеров первой 12 и второй 14 декад десятичного счетчика

13 через элемент И 17 с управляющими входами второй группы ключей 8.

Выходы всех разрядов.двоичных матриц весовых регистров с ключами 3, б и 9 60 через суммирующий усилитель 18 с резистором 19 обратной связи и фильтр

20 низких частот соединены с выходной клеммой 21, являющейся выходом всего преобразователя. 65

Двоично-десятичный преобразователь

,работает следующим образом.

Весовые значения разрядов трехдекадного десятичного преобразователя должны иметь следующие значения: 100, 200, 400, 800 — в первой декаде 1, 10, 20, 40, 80 — во второй декаде 4 и

1, 2, 4, 8 — в третьей декаде 7. Поскольку используется десятичная матрица весовых резисторов с ключами, имеющая простую структуру R-2R, то совпадение весовых значений разрядов двоичных и десятичных кодов происходит только в первой декаде 1, которую можно подключить к первому - четвер- тому разрядам двоичной матрицы весовых резисторов с ключами 3 непосредственно. Если подключить вторую 4 и третью 9 декады. статического регистра 2 к соответствующим разрядам двоичной матрицы весовых резисторов с ключами, без ключей,5 и 8, то весовые значения их разрядов примут значения1

100 200 400 800 100 для второй 4 и

8 8 8 8 64

200, 400, 800

64 64 64 для третьей 7 декад.

Для получения нужных весовых отношений нужно значения второй декады ум-. ножить на 0,8, а третьей — на 0,8» 0,8=0,64. Это выполняется следующим образом. Генератор 1 запускает две последовательно включенные декады 12 и 14 десятичного счетчика 13. Инверсный выход 15 второй декады 14 подключен к управляющему входу первой группы ключей 5, в результате чего они открыты в течение восьми тактов счета второй декады, а в течение двух тактов закрыты, на четвертые-седь ые разряды матрицы весовых резисторов с ключами б поступают нулевые значения кодов. Усредняясь на фильтре 20 после суммирующего усилителя 18, весовые значения разрядов второй декады

4 уменьшаются в 0,8 раз и становятся равными 10, 20, .40 и 80.

Аналогично при подключении первой группы ключей к элементу И 17 весовые значения разрядов третьей декады 7 уменьшаются в, 0,64 раза и равны

1, 2, 4, 8.

В предлагаемом преобразователе разряды двоичной весовой матрицы резисторов с ключами повторяются, например четвертый и седьмой, что не позволяет испольэовать одну готовую матрицу. Практически при сборке преобразователя дпя элементов 3 и 9 использовалась одна матрица, а для элемента 6 другая аналогичная двоичная матрица.

При проверке макета преобразователя на основе элементов 252 и 155 серии при частоте генератора 1 ИГц и граничной частоте двухзвенного --.: 99 5307

Формула изобретения

Составитель А.Симагин

Редактор С.Юско Техред М.Надь КорректорЕ.Рошко

Заказ 670/45 Тираж 934, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", r.Óçãîðîä, ул.Проектная, 4 фильтра 100 Гц точность составила

-0,04%.

Двоично-десятичный цифроаналого- . вый преобразователь, содержащий трехдекадный статический регистр., три матрицы весовых резисторов с ключами, источник эталонного напряжения и суммирующий усилитель с резистором обратной связи, через который выход суммирующего усилителя соединен со своим входом и выходом первой матрицы весовых резисторов с ключами, управляющие цифровые входы которойподключены к выходам первой декады .статического регистра, а ее аналоговый вход соединен с .выходом источника- эталонного напряжения и аналоговыми входами, второй и третьей матриц весовых резисторов с ключами,,о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения его точности и техноло.гичности, в него введены, генератор импульсов, десятичный счетчик, две группы ключей, элемент И и фильтр нижних частот, причем генератор импульсов соединен с входом десятичного счетчика, первый выход которого подключен к первому входу элемента И, а второй выход .соединен с вторым входом элемента И и первым входом первой группы ключей, выход элемента И под-, ключен к первым входам второй группы ключей, выходы второй и третьей декад статического регистра соединены с

10 входами первой и второй групп ключей соответственно, выход первой группы ключей подключен к управляющим цифровым входам второй матрицы весовых резисторов с ключами, выход второй группы ключей соединен с управляющи-!

5 ми входами третьей матрицы с ключами, выход которой соединен с выходами первой и второй матриц весовых резисторов с ключами и входом суммирующего усилителя, выход которого подклю2О чен через фильтр нижних частот к выходу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1..АВторское свидетельство СССР

25 9 370718, кл. Н 03 К 13/02, 08.07.71.

2 ° Зангер Г. Электронные системы.

Теория и применение. М., "Мир", 1980, с. 214-218 (прототип).