Цифроаналоговый преобразователь с коммутацией тока Советский патент 1984 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, а именно к устройствам преобразования данных,и может быть использовано в телевизионных системах электронного синтеза изображений с помощью электронных вычислительных машин, в следящих системах, в автоматизированных системах управления,

Известен цифроаналоговьй преобразователь параллельного действия с коммутацией тока, содержащий источник опорного напряжения, набор переключателей разрядных токов, набор двоично-взвешенных прецизионных резисторов и операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи, преобразующий выходной ток в напряжение. Принцип действия цифроаналогового преобразователя основан на суммировании эталонных токов 1, 12, ... I,,, соответствующих весам двоичных разрядов Cl.

Недостатком этого цифроаналогового преобразователя является низкое быстродействие. Время установления выходного сигнала с заданной точностью в таких преобразователях зависит в основном от динамических и частотных свойств операционного усииителя, охваченного отрицательной обрат юй связью, которьй преобразует ток в напряжение.

Известен также цифроаналоговый преобразователь, где преобразование тока в напряжение выполняется на резистивной матрице типа R-2R при равных разрядных токах, содержащий источник опорного напряжения, набор переключателей равных токов, набор источников равных разряднь токов, резистивную матрицу типа R-2 и источник напряжения смещения. Прицип действия этого цифроаналогового преобразователя основан на алгебраическом суммировании равных разрядных токов резистивной матрицей типа R-2R с одновременным преобразованием тока в напряжение, пропорциональное двоичному коду 2.

Недостатком цифроаналогового преобразователя на резистивной матрице типа R-2R при равных разрядных тока является также низкое быстродействи Объясняется это тем, что ток, протекающий в резисторах резистивной матрицы, изменяется в зависимости от двоичного кода и по значению и

по направлению, поэтому необходимо дополнительное время на перезаряд паразитных емкостей резистивной матрицы. Кроме того, резистивная матрица типа R-2R имеет в два раза больше резисторов, чем матрица с весовыми резисторами и паразитные емкости в ней имеют большее значение. Наиболее близким к предлагаемому

по технической сущности является Iцифроаналоговьй преобразователь с коммутацией тока, содержащий блок активных источников разрядных токов, первый вход которого подключен к

шине источника питания и первому

выходу источника опорного напряжения, второй вход - к второму выходу источника опорного напряжения, п выходов соответственно к л аналоговым входам

блока коммутатора разрядных токов, п цифровых входов которого подключены соответственно к щинам преобразуемого кода, первый аналоговьй выход к первому выходу источника напряжения

смещения, второй выход которого подключен к общей щине, первый резистор, первьй вывод которого подключен к общей шине, а второй вывод - к выходной шине преобразователя З J.

Недостатком известного устройства является ограничение быстродействия вследствие влияния паразитньпс емкостей блока коммутатора разрядных токов, приведенных к точке преобразования суммарного тока в напряжение.

Цель изобретения - повьшгение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в цифроаналоговый преобразователь с коммутацией тока, содержащий блок активных источников разрядных токов, первый вход которого подключен к шине источника питания и первому выходу источника опорного напряжения, второй вход - к второму выходу источника опорного напряжения, п выходов соответственно к п аналоговым входам блока коммутатора разрядных токов, п цифровых входов которого подключены соответственно к шинам преобразуемого кода, первый аналоговый выход к первому выходу источника напряжения смещения, второй выход которого подключен к общей шине, первый резистор, первый вывод которого подключен к общей щине, а второй выводк выходной шине преобразователя, введены управляемый источник тока. опорный элемент, второй резистор, первый вывод которого подключен к общей шине, второй вывод - к второму аналоговому выходу блока коммутатора разрядных токов и первому выводу опорного элемента, второй вьгеод которого подключен к первому входу управляемого источника тока, второй вход которого подключен к шине источника питания, а выход к выходной шине преобразователя. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого цифроаиалогового преобразователя с коммутадией тока. Преобразователь содержит блок 1 активных источников разрядных токов, первый вход которого подключен к ши не источника питания и первому выходу источника 2 опорного напряжени второй вход - к второму выходу исто ника 2 опорного напряжения, п выходов - соответственно к п аналоговым входам блока 3 коммутатора разрядны токов, п дифровых входов которого подключены соответственно к шинам 4 преобразуемого кода, первьй аналого вый выход - к первому выходу источника 5 напряжения смещения, второй выход которого подключен к общей шине, первый резистор 6, первый вывод которого подключен к общей шине а второй вывод - к выходной шине 7 преобразователя и к выходу управляе мого источника 8 тока, второй вход которого подключен к шине источника питания, а первый вход - к второму выводу опорного элемента 9, первый вывод которого подключен к второму аналоговому выходу блока 3 коммутатора разрядных токов и к второму выводу второго резистора 10, первый вывод которого подключен к общей ши не. Преобразователь работает следующим образом. Каждый i-й двоичный разряд а, поступающий по шинам 4 на соответст 34 вующий i-й цифровой вход блока 3, управляет подключением или отключением i-ro разрядного тока на втором аналоговом выходе блока 3. Так как потенциал на втором аналоговом выхо де блока 3 поддерживается постоянным, благодаря цепи, состоящей из второго резистора 10, опорного элемента 9 и управляемого источника 8 тока, соотношением между суммарным поступающим со второго аналогового выхода блока 3, входным током Igj управляемого источника 8 тока и током , протекающим через второй резистор 10, вьфажается формулойI R2 1ирт + 1ед const. Из формулы (1) видно, что любое изменение суммарного тока вызывает такое же изменение входного тока 1 управляемого источника 8 тока, выходной ток Iцых которого пропорционален входному. Преобразование выходного тока в напряжение осуществляется первым резистором 6, напряжение с которого подается на выходную шину 7 преобразователя. За счет стабилизации потенциала на втором аналоговом выходе блока 3 удается значительно ослабить влияние паразитной емкости, приведенной к этому выходу блока 3, на время установления выходного сигнала с заданной точностью. Технико-экономический эффект при использовании изобретения заключается в повышении быстродействия преобразователя, что обеспечивается ввеением управляемого источника тока, опорного элемента и второго резисора для стабилизации потенциала на тором аналоговом выходе блока коммуатора разрядных токов.

ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С КОММУТАЦИЕЙ ТОКА, содержащий блок активных источников разрядных токов, первый вход которого подключен к шине источника питания и первому выходу источника опорного напряжения. второйвход - к второму выходу источника опорного напряжения, п выходов соответственно к п аналоговым входам блока коммутатора разрядных токов, п цифровых входов которого подключены соответственно к шинам преобразуемого кода, первый аналоговый выход к первому выходу источника напряжения смещения, второй выход которого подключен к общей шине, первый резистор, первый вывод которого подключен к общей шине, а второй вывод - к выходной шине преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения быстродейст вия, в него введены управляемый источник тока, опорный злемент, вто(Л рой резистор, первый вывод которого подключен к общей шине, второй вывод - к второму аналоговому выходу блока коммутатора разрядных токов и первому выводу опорного элемента, второй вывод которого подключен к первому входу управляемого источни00 4 СО ка тока, второй вход которого подключен к шине источнике питания, а выход - к выходной шине преобразова00 теля . со