Цифроаналоговый преобразователь Советский патент 1987 года по МПК H03M1/66 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении прецизионных преобразователей информации из цифровой формы в аналоговую.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение цифроаналогового преобразователя.

На чертеже приведена функциональная схема цифроаналогового преобразователя (ЦАП).

ЦАП содержит входную шину 1, N- разрядный резистивный делитель 2 типа R-2R, выполненный из га-разрядной секции 2 старших разрядов и (N-ra)- разрядной секции 2 младших разрядов разрядные переключатели 3, первую 4 и вторую 5 выходные шины, компенсирующий ключ 6, шину 7 нулевого потенциала и шину 8 источника питания.

Устройство работает следующим образом.

Цифровой код поступает на управляющие входы разрядных переключателей 3, которые в зависимости от цифрового кода коммутируют информационные- выходы резистивного делителя 2 типа R-2R к первой 4 или к второй 5

Реализация ЦАП с сопротивлениями ключей в m старших разрядах в рамках рекуррентного соотношения или, например реализация оптимального недвоичного взвешивания в части старших разрядов (в 4 разрядах, I т) и двоичустройства.

Вместе с тем недвоичное взвешиваВ1|исодн1.1м шинам. На входную шину 1 поступает аналоговый сигнал - напряжение,- ного взвешивания в оставшихся га - t которое преобразуется в соответствии старших разрядах повьш1ает точность с цифровым кодом в аналоговую величину тока, снимаемого по выходным шинам 4 и 5. Сопротивления разрядных переключателей в младших N-m разря- 35 сопротивлений ключей в разрядах дах выбраны равными между собой и ран- позволяет упростить устройство: ны сопротивлению компенсирующего клю- Уменьшить количество элементов и свя- jg зей, т.е. выполнить его без дополниПри переключении N-m младших раз- тельных компенсирующих транзисторов рядов возникают погрешности, обуслов- 40 в цепях связи резистивного делителя, ленные неравенством сопротивления пе- Особенно существенным это является

для сверхточных преобразователей (N : 16-18 двоичных разрядов), когда резистивный делитель и аналоговые

реключателя i-ro разряда RJ и эквивалентного приведеннот о сопротивления

переключателей в разрядах младше 1-го

R , где i 1,2,..., N-m. Эта погреш- 45 ключи изготавливаются раздельно, ность и соответственно дифференциальная нелинейность при переходе к каждому i-му разряду пропорциональна

Выполнение разрядных ключей в ЦАП с остаточными сопротивлениями, величины которых устанавливаются в соответствии с рекуррентным соотношением,

разности этих сопротивлении д.и возрастает по двоичному закону по мере увеличения веса разряда до перехода к старшему из разрядов с невзвешенными сопротивлениями.

Повышение точности преобразования достигается благодаря выравниванию распределения погрешностей, обусловленных

т,е, обеспечением в m

старших разрядах ЦАП при переходе к

каждому более старшему разрйду уменьшения по двоичному закону д,- а не величин сопротивлений ключей, т.е,

4. а,-/2, для i (N-m-H),,,,N. Это позволяет в рамках определенного диапазона сопротивлений ключей, например

1 yRg - 2 RO 5

увеличить число разрядов со взвешен- ными сопротивлениями ключей, т,е.

, и тем самым перенести максимальную погрешность, вносимую ключами, в область разрядов с меньшим весом.

Обеспечение уменьшения п Дво- ичному закону соответствует одной из границ рекуррентного соотношения, т.е. оптимальному недвоичному взвешиванию:

R

(3R, - Rn/4 .

U1 ) -- ,

Второй границе соответствует двоичное взвешивание сопротивлений ключей в старших разрядах:

RUI R /2 Реализация ЦАП с сопротивлениями ключей в m старших разрядах в рамках рекуррентного соотношения или, например реализация оптимального недвоичного взвешивания в части старших разрядов (в 4 разрядах, I т) и двоичного взвешивания в оставшихся га - t старших разрядах повьш1ает точность сопротивлений ключей в разрядах позволяет упростить устройство: Уменьшить количество элементов и свя- зей, т.е. выполнить его без дополниустройства.

Вместе с тем недвоичное взвешиваного взвешивания в оставшихся га - t старших разрядах повьш1ает точность сопротивлений ключей в разрядах позволяет упростить устройство: Уменьшить количество элементов и свя- зей, т.е. выполнить его без дополни45 ключи изготавливаются раздельно,

Выполнение разрядных ключей в ЦАП с остаточными сопротивлениями, величины которых устанавливаются в соответствии с рекуррентным соотношением,

50 обеспечивает повьш1ение точности преобразования по сравнению с известным устройством в 1,5-2 раза,

Уменьшение количества элементов в цепях связи резистивного делителя

55 позволяет уменьшить число шин коммутации и число контактных площадок на отдельных интегральных схемах (ИС) при создании сверхточных преобразователей и изготовлении резистивного де313

лителя и аналоговых ключей раздельно Это способствует уменьшению площади отдельных ИС, повышению надежности и технологичности преобразователя. При создании монолитных ЦАП недвоичное взвешивание позволяет повысить точность преобразования при неизменном диапазоне значений сопротивлений разрядных ключей и тем самым также уменшить площадь ИС.

Формула изобретения

Цифроаналоговый преобразователь, содержащей т-разрядную секцию старших разрядов резистивного делителя типа R-2R, вход которой является входной шинсй, (N-m)-разрядную секцию младших разрядов резистивного делителя типа R-2R, где N - число разрядов преобразуемого кода, выход согласования которой через компенсирующий ключ подключен к пшне нулевого потенциала, управляющий вход компенсирующего ключа подключен к шине и сточника пита- ния, N разрядных переключателей, аналоговые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам секций резистивного делителя типа R-2R, первые выходы разрядных пе- реключателей объединены и являются первой выходной шиной, вторые выходы разрядных переключателей объединены и являются второй выходной шиной, управляющие входы разрядных переключа- гелей являются соответствукндими шинами преобразуемого кода, разрядные переключатели m старших разрядов выполор И.Николайчук 1А65/55

Составитель В.Першиков Техред А.Кравчук

Ко

Под

Тираж 902

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое; предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

нены взвешенными по сопротивлению, а значения сопротивлений разрядных переключателей (N-m) младших разрядов, компенсирующего ключа и разрядного переключателя младшего из m старших разрядов выбраны равными медцу собой отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения преобразователя, выход согласования тразрядной секции старших разрядов резистивного делителя типа R-2R подключен к входу (N-m)-разрядной секции младших р&зряпов резистивного делителя типа R-2R, при этом значения взвешенных сопротивлений разрядных переключателей в m старптх разрядах выбраны в соответствии с рекуррентным соотношением

«U.

(3Ri - R ) 4

ля де

R,R

(N - m+l), ..., N,

номер разряда преобраэова - ния (i N для старшего разряда);

сопротивление разрядного переключателя в i-M разрядеj

эквивалентное приведенное сопротивление разрядных переключателей в разрядах, младше i-ro

R;)/4

щего ключа.

Корректор EtPofflKo

Подписное

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении прецизионных преобразователей инфор- из цифровой формы в аналоговую. Цель - повышение точности и упрощение цифроаналогового преобразователя. ЦифроаналогоБый преобразователь содержит входную шину 1, резистивный делитель 2 типа К-2К, выполненный из т-разрядной секции 2 старших разрядов и (N-m)-разрядной секции 2 младших разрядов, разрядные переключатели 3, первую и вторую выходные шины 4,5, компенсирующий ключ 6, шину 7 нулевого потенциала, шину 8 источника питания. Повьшзение точности и уп-, рощение преобразователя достигается за счет оптимального недвоичного взвешивания сопротивлений разрядных переключателей в m старших разрядах.. 1 ил. , с S сл 00 о СП 00 сл со