Цифро-аналоговый перемножитель Советский патент 1978 года по МПК H03K13/03 

(54) ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ

,.-.;.-1 ; , .

Изобретение отнооится к импульсной технике Перемножитель ьюжет быт использован для преобразования.информации, в частности для перемножения сигнала в кодированной форме на сигнал в аналоговой форме с представлением результата напряжением.

Известен цифро-аналоговый перемножитель, содержащий регистр со встроенными вентилями и знаковым разрядом, аналого-цифровой преобразователь, резистивную матрицу и аналоговые переключатели . Недостатком его ограниченный динакмческий диапазон входного сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является цифро-аналоговый перемножитель, содержащий регистр со знаковым разрядом, аналоговый преобразователь ток-напряжение с дифференциальным входом, обращенную резистивную матрицу , поразрядные двухпозиционные аналоговые переключатели, одноименные выходы которых соединены между собой и подключены к нулевой шине и через двухпозиционный аналоговый переключатель, управляющий вход которого подключен к знаковому разряду, JC входам аналогового преобразователя, транзисторную группу источников двоично-взвешенных токов, через которую резисторы 2R матрицы соединяются с входамк поразрядных аналоговых переключателей, а также аналоговое входное устройство, имеющее потенциальный и токовый выходы, соответственно подключенные к управляющему входу транзисторной группы и входу матрицы 2.

- Недостатком известного устройства является ограниченный динамический диапазон входных сигналов в аналоговой форме, в рез5 льтате чего из рабочей области исключаются два квадранта и область малых входных сигналов. Целью изобретения является расширение динамического диапазона входного напряжения.

Это достигается тем, что в цифроаналоговый перемножитель, содержащий i регистр со знаковым разрядом и с встроенными Вентилями чтения прямого и инверсного кода, поразрядные выходы которых подключены к соответствующим

входам первых двухпозиционных аналоговых переключателей, выходы которого объединены с выходами второго двухпозиционного аналогового переключателя, причем другие входы первых двухпозиционных аналоговых переключателей соединены с выходами обращенной резистивной матрицы, оконечный резистор которой подключен к сигнальному входу второго двухпозиционного аналогового переключателя, и аналоговый преобра эователь ток-напряжение, введены согласущие резисторы В .и 2В и знаковый двухпоэиционный аналоговый переклю - чатель. Управляющий вход последнего объединен с управляющим входом второго даухпозиционного аналогового переключателя и выходом знакового разряда регистра, сигнальный вход соединен через согласующий резистор 2R с входным зажимом перемножителя, подключенным через согласующий резистор Д к входу обращенной резистивной матрицы, а соответствующие выходы всех двухпозиционных аналоговых переклю чателей соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами аналогового преобразователя ток -напряжение. На чертеже изображена структурная схема цифро-аналогового перемножителя, содержащего регистр 1 со знаковым разрядом 2 и со встроенными вентилями чтения прямого и инверсного кода, причем разряды регистра расположены по старшинству слева направо, аналоговый преобразователь ток-напряжение 3 с инвертирующим 4 и неинвертирукндим 5 входами, выполненный, например,-на двух операционных усилителях, обращенную резистивную йатрицу б типа R -2й с группой поразрядных двух пУэзиционных аналоговых переключателей 7, знаковый двухпозиционный аналоговый переключатель .8. Одноименные выходы переключателей 7соединены между собой параллеЛЬН(а .,И;.Нодкл10Чены к входам 4 и 5 aMalTptoSoro, п ео6|заз6вател 3, управляк}адие. входы:;ПереКл бча.телей подключен л.к г;ораЭ1 ядным выходам 1|вентилей регцстр;а-1;,.а управляющий вход 9 переключателя $ подключен непосредственно к ВЫХОДУ -знакового раз ряда 2 .этого регистра. Входной сигна Ищ (аналоговый сомножитель) подклю чен к матрице 6 через резистор 10 с сопротивлением 8, а к сигнальному вхо ду II знакового переключателя 8 чере резистор 12 удвоенного сопротивления 2Ei . Оконечный резистор 2R матрицы соедцинен с сигнальным входом 13 двух позициоыного аналогового переключате ля 14, управляющий вход 15 которого подключен к одноименному входу 9 пер ключателя 8. Выходы последнего перекрестно соединены с одноименными выход 1ми переключателей 7 и 14. Все ан логовые переключатели могут быть выполнены, например, на полевых транэисторах, герконах, оптоэлектронных ключах и т.п. Цифро-аналоговый перемножитель ра ботает следующим образом. При выборе сопротивления резисторов 10 и 12 в точном соответствии с сопротивлениями матрицы б входное сопротивление по аналоговому входу Г постоянно и равно В , поскольку токовые входы 4 и 5 преобразователя 3 потенциально заземлены (входы операционных усилителей). Таким образом, входной ток делится на две равные части -| i из которых первая протекает через резистор 12, а вторая - через резистор 10 и матрицу б. При значениях на выходах Ij или Ijs 4 поразрядные переключатели соответственно подк1Йочают токовые сигналы ветвей 2R к входам 5 и 4 преобразователя 3, что соответствует присвоению этим сигналам дополнительного множителя 11 или, 1 независимо от величины тока ig и его направления (полярности Цдх Р наличии вентилей чтения в регистре 1 и при значении знакового разряда, равном нулю, значения разрядов соответствуют значащим разрядам цифрового со№1ожителя, а при знаковом разряде, равном единице - его инверсному значению. Это эквивалентно формированию на входах преобразователя 3 токовых сигналов с Дискретностью , соответствующей кванту младшего разряда, предельными значениями которых являются J . рц 0.0000 -уЧл- - iife «Pt O.ilii -yifcj + Aijjj при 1.0000 P Устранение многозначности характеристик преобразователя в области при знаке разряда ноль производится вычитанием из этих величин тока-,.... а-при знаке разряда единица - прибавлением тока , что реализуется перекрестным, подключением выходов переключател -8: к- одйоименяым Выходам переключаетёл©й 7, А также введением тока поправки. 4 д «,,( при знаке разряда нольИ-Д -цх при знаке разряда единицы, реализуемой посредством переключателя 14 .Результирующая характеристика перёмножителя имеет вид ступенчатой ломаной линии с предельными значениями -t5,4-2dij, при 0. ЦП + t§ -2dij, при i.au О при 0.0000 U 1.0000 Абсолютная величина токого кванта равна / где tf разрядность регистра 1, и весь перемножитель обладает благодаря эффекту потенциального заземления аналоговых переключателей по входам 5 и 4 множительными характеристиками во всех четьфех квадрантах, в том числе в области малых сигналов.

Формула изобретения

Цифро-аналоговый перемножитель, содержащий регистр со знаковым разрядом и с встроенными вентилями чтения прямого и инверсного крда, поразрядные выходы которых подключены к соответствуяхцим входам первых двухпозиционных аналоговых переключателей, выходы которых объединены с В1ыходами второго двухпозиционного аналогового переключателя, другие входы первых двухпозиционных аналоговых переключателей соединены с выходами обращенной резистивной матрицы, оконечный резистор которой подключен к сигнальному входу второго двухпозиционного аналогового переключателя, и аналоговый преобразователь ток - напряже ние, отличающийся тем.

что, с целью расширения динамического диапазона входного напряжения, в него введены согласующие резисторы Ч и 2R и знаковый двухпозиционный аналоговый переключатель, управляющий вход которого объединен с управляющим входом второго двухпозиционного аналогового переключателя и выходом знакового разряда регистра, сигнальный вход соединен через согласующий резистор 2R с входным зажимом перемножителя, подключенным через согласующий резистор S к входу обращенной резистивной матрицы, а соответствукндие выходы всех двухпозиционных аналоговых переключателей соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами аналогового преобразователя ток - напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.МопоРН«еб ТЗ/А conve te Achieves. 0,05J irteafiiy wiih lO-Eii T esoEuliort ,EEectroHic ,,v..