Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом Советский патент 1989 года по МПК H03M1/66 

4

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении прецизионных цифроаналоговых и аналого-цифровых измерительных систем.Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства. Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом содержит кодоуправляемый делитель 1, выполненный на 2^M -1 формирователях 1,1 одинаковых разрядных токов N-M формирователях 1.2 двоично-взвешенных разрядных токов, N-M ключах 1.3 первой группы, 2^M-1 -1 ключах 1.4 второй группы и 2^M-1 ключах 1.5 третьей группы, шину 2 опорного напряжения, преобразователь 3 кода, сумматор 4 и инвертор 5. Преобразователь 3 кода для случая M=3 выполнен на двух элементах И, двух элементах ИЛИ-НЕ, элементе НЕ, элементе ИЛИ-И и элементе ИЛИ-И-ИЛИ-НЕ. Организация двух групп выходов у кодоуправляемого делителя 1 позволила повысить точность преобразования и одновременно упростить устройство за счет исключения источника, смешающего уровень сигнала на выходе сумматора 4, обеспечивавшего биполярный режим работы известного устройства. 2 ил.,1 табл.

00 .Ј OS

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении прецизионных цифроаналоговых и аналого- цифровых систем.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя.

На фиг.1 представлена функциональная схема цифроаналогового преобразователя с биполярным выходным сигналом, на фиг.2 - функциональная схема

Таким образом, формирование на вы ходе цифроаналогового преобразовател биполярного выходного сигнала осуществляется без использования дополниО

тельного источника, смещающего на по ловину полной шкалы уровень выходно сигнала. Исключение дополнительного источника смещающего напряжения обу лавливает, с одной стороны, упрощени

15

преобразователя кода для случаяm 3.

Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом (фиг.1) содержит кодоуправляемый делитель 1, выполненный на 2 - 1 формирователях |1«1 одинаковых разрядных токов, n-m формирователях 1.2 двоично-взвешенных разрядных токов и трех группах ключей 1.3-1.5, шину е. глорного напряже-20 цифроаналогового преобразователя, а ния, преобразователь 3 кода, сумма- с другой стороны, повышает его точ- тор 4 и инвертор 5. Преобразователь 3 кода (фиг.2) выполнен на двух элемен тах-И 6 и 7, двух элементах ИЛИ-НЕ 8 и 9, элементе НЕ 10, элементе ИЛИ-И 11 и элементе ИЛИ-И-ИЛИ-НЕ 12.

Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом работает следующим образом,

30

ность за счет исключения погрешности присущей дополнительному источнику смещающего сигнала. Повышение точно 2-5 ти особенно существенно проявляется в середине шкалы преобразуемого код т.е. при выходных сигналах сумматора 4, близких к нулевому значению.

Достижение положительного эффект обеспечивается также за счет реализации преобразователя 3 кодов по оп ределенному правилу, которое представлено в виде таблицы истинности.

На вход цифроаналогового преобрач зователя поступает n-разрядный двоичный код, m старших разрядов которого поступает на вход преобразователя 3 кодов. На входы формирователей 1.1 одинаковых разрядных токов и на входы формирователей 1.2 двоично- взвешенных разрядных токов поступает опорное напряжение с шины 2 опорного напряжения. На выходах преобразовате- ля 3 кода формируется (2т - 1)-разрядный единичный код, () разрядных сигналов которого управляют ключами 1.5 третьей группы, подключая выходы () формирователей 1.1 одинаковых разрядных токов к первому входу сумматора 4, (2 - 1) выходных разрядных сигналов преобразователя 3 кода управляют ключами 1.4 второй группы, обеспечивая подключение выходов оставшихся (2 - 1) формирователей 1.1 одинаковых источников токов через инвертор 5 к второму входу сумматора 4, (n-m) младших разрядов входного кода поступают непо- 55 элементов ИЛИ-НЕ, элемента ИЛИ-И-ИЛИ- средственно на управляющие входы клю- НЕ 12 и элемента НЕ 10 формируют чей 1.3 первой группы, с помощью ко- выходов преобразователя 3 кодов, сиг- торых к входу инвертора 5 подключа- налы которых управляют ключами 1.5 ются выходные сигналы формирователей третьей группы, а выходы элемента

При данном выполнении кодоуправ- ляемого делителя 1 на выходе сумматора 4 формируется максимальный отрицательный сигнал при входном коде 00...00, а максимальный положительный сигнал - при коде 11...11. При значении входного кода 100...00 на выходе

сумматора 4 сигнал равен нулю.

Таким образом, формирование на выходе цифроаналогового преобразователя биполярного выходного сигнала осуществляется без использования дополниО

тельного источника, смещающего на половину полной шкалы уровень выходного сигнала. Исключение дополнительного источника смещающего напряжения обуславливает, с одной стороны, упрощение

цифроаналогового преобразователя, а с другой стороны, повышает его точ-

цифроаналогового преобразователя, а с другой стороны, повышает его точ-

ность за счет исключения погрешности, присущей дополнительному источнику смещающего сигнала. Повышение точное- ти особенно существенно проявляется в середине шкалы преобразуемого кода, т.е. при выходных сигналах сумматора 4, близких к нулевому значению.

Достижение положительного эффекта обеспечивается также за счет реализации преобразователя 3 кодов по определенному правилу, которое представлено в виде таблицы истинности.

В соответствии с таблицей представлена одна из возможных реализаций преобразователя 3 кода для случая равенства числа старших разрядов трем (фиг.2). Выходы второго 9 и первого 8

ИЛИ-И 11, второго 7 и первого 6 элементов И формируют (2№ - 1) выходов преобразователя 3 кода, обеспечивая управление ключами 1.4 второй группы.

Количество одновременно включенных ключей второй 1.4 и третьей 1.5 групп определяют соответственно по формулам

К, а,(аг2 т-г + аъ2 + а„, + 1);

К4 а,(аг2 т+ ат

где а; - значение 1-го разрядного коэффициента преобразуемого кода,

а,- - инверсное значение а., а - значение старшего разрядного коэффициента,

т-Э

т-Э

а32 +

К1}Кг

- количество включенных ключейJQ вателей двоично-взвешенных разрядных

второй и третьей групп соответственно.

токов, а управляющие входы являются входами.п - m младших разрядов входной шины преобразуемого кода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения, выходы ключей первой и второй групп подключены к входу инвертора, при этом количество одновременно включенных ключей второй и третьей групп определяют по формулам соответственно

ф

ормула изобретений Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом, содержащий кодоуправляемый делитель, выполненный в виде п - m формирователей двоично-взвешенных разрядных токов, где п - число разрядов преобразуемо- го кода, am- число его старших разрядов, формирователей равновеликих разрядных токов, первой группы из п - m ключей, второй группы из 2 - 1 ключей и третьей группы из 2м 1 ключей, выходы которых подключе- ны к первому входу сумматора, выход которого является выходной шиной, а второй вход соединен с выходом инвертора, преобразователь кода, входы которого являются входами m старших разрядов входной шины преобразуемого

ключей третьей группы, а 2 m - 1 выходов соединены

кода, выходов соединены с управляющими входами соответствующих

остальные

с управляющими входами соответствующих ключей второй группы, информационные входы ключей второй и третьей групп подключены к выходам соответствующих 2 - 1 формирователей равновеликих разрядных токов, вход первого из которых объединен с входами остальных 2m - 2 формирователей равновеликих разрядных токов, с входами п - m формирователей двоично-взвешенных разрядных токов и является входной шиной опорного напряжения, информационные входы ключей первой группы подключены к выходам соответствующих п - m формиро

токов, а управляющие входы являются входами.п - m младших разрядов входной шины преобразуемого кода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения, выходы ключей первой и второй групп подключены к входу инвертора, при этом количество одновременно включенных ключей второй и третьей групп определяют по формулам соответственно

, а,(

2 де

а,(

3; т-1

а}2

т-з

а,2 +

а, .+ат+1;

з. -т- ... + а , значение 1-го разрядного коэффициента преобразуемого кода, .

значение старшего разрядного коэффициента,

а- - инверсное значение а-1, К - количество включенных ключей

второй группы,

Кг - количество включенных ключей третьей группы.

-eft

Фие.2