Функциональный цифро-аналоговый преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06J3/00 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в микроэлектронных анаЛо.го-цифровых вычислительных устройствах и системах управления. Известен функциональный цифроаналоговый преобразователь I,содержащий цифровые управляемые резисторы с номиналами разрядных резисторов,пропорциональными степени двух, в котором используются весовые прецизионны резисторы широкого диапазона номинал Недостатком такого преобразователя является сложность структурной схемы при изготовлении его в микроминиатюрном варианте. Наиболее близким техническим решением является функциональный цифро аналоговый преобразователь 2, содержащий масштабные резисторы, два цифровых управляемых резистора, ключи и операционные усилители с резист рами в обратной связи. Вход первого операционного усилителя через цифровой управляемый резистор соединен с аналоговьм входом преобразователя, а выход усилителя является выходом пре образователя. Кроме того, выход усилителя через второй -цифровой управля емый резистор соединен со входом второго операционного усилителя, выход которого соединен со входом первого цифрового управляемого резистора. Недостатком известного преобразователя является сложность структурной схемы, так как для воспроизведения заданных функций в нем используются два многоразрядных ц}1фровых входа и дополнительные у правляемьз резисторы, подключенные к выходам усилителей. Целью изобретения является упрощение функционального цифроаналогового пр1еобразователя. Для достижения.поставленной цели в функциональном цифроаналоговом преобразователе , содержащем первый операционный усилитель с первым масштабным резистором в цепи обратной связи, вход первого операционного усилителя подключен к выходу, первого цифрового управляемого резистора, первый аналоговый вход которого является аналоговым входом преобразователя, цифровой вход - цифровым входом преобразователя, а второй аналоговый вход соел ®., с шиной нулевого потенциала, в/орой цифровой управляемый резистрР и второй операционный усилитель со вторым . - кй-5 ша ЯГй ЙЙ:;Й ; :-КН Э Масштабным резистором в цепи обратной связи, ко входу которого подключен первый вывод входного масштабного резистора, второй, вывод входного масштабного резистора соединен с аналоговым входом преобразователя,первый аналоговый вход второго цифрового управляемого резистора подключен к выхо ду второго операционного усилители, вход которого соединен со вторым аналоговым входом второго цифрового упра ляемого резистора,цифровой вход преоб разователя соединен с цифровым входом второго цифрового управляемого резистора, выход которого подключен ко вхо ду первого операционного усилителя. На фиг. 1 приведена схема первого варианта построения функционального цифроаналогового преобразователя; на фиг. 2 - схема второго варианта этого же преобразователя. Функциональный цифроаналоговый преобразователь (фиг,1) содержит оп рационные усилители 1 и 2 с масштабны ми резисторами 3 и 4 в соответствую&{их обратных связях, входной масштаб ный резистор 5 и цифровые управляемы резисторы 6 и 7. Цифровой управляемый рези ::тор ь состоит из ключей SQ-- В,. и двух групп разрядных резисторов Эо-З,.,, и tOo-lOr, , выполненных по структуре R-2R. Цифровой управляемый резистор 7 состоит из ключей HQ - lln-i и двух групп разрядных резисторов 12, и ХЗд- 13г,.2 . Аналогов }1й вход преобр зователя обозначен цифровой 14,цифро вой вход - цифрой 15, выход преобразователя - цифрой 16. Второй вариант преобразователя (фиг. 2) содержит,операционные усили тели 17 и 18.с масштабными резистора ми 19 и 20 в обратной связи,входные масштабные резисторы 21 и 22 , согла сующие резисторы 23 и 24, цифровые управляемые резисторы 25 к 26, Аналоговый вход устройства обозна чен цифрой 27, цифровой вход - цифрой 28, выход преобразователя - цифрой 29. Функциональный цифроаналоговый преобразователь (фиг. 1)работает сле дующим образом Входное напряжение Ug,x через вхо ной масштабный резистор 5 поступает на вход операционного усилителя 2, охваченного отрицательной обратной связь). На выходе операционного уси лителя 2 появляется напряжение Uj V-UbXV,-vjN,-N) равное --величина проводимости рези торов 9 и 13; -величины проводимостей ресторов 4 и 5; ч.ный код; максиййльное значение двоШногЬ ЬдгГ, Это напряжение поступает через, цифовой управляемый резистор 7 на вход перационного усилителя 1,куда поступат также входное напряжение через цифовой управляемый резистор б.Напряжеие на выходе операционного усилителя , охваченного отрицательной обратной . вязью посредством резистора обратной вязи 3, является выходным напряженим устройства и равно Ubbix --KUbx. . оэффициент К представляет собой ункцию вида W °-/м ,,-VoN; де yj - проводимость масштабного резистора 3. Эта функция обеспечивает приближеие к зависимости погрешностью не более 0,38% при зменении аргумента о И Н 4 1 то обеспечивает реализацию восьмиазрядного преобразователя. Параметры УО I V4 , Vj,Уз расчитываются исходя из наилучшего в смысле Чебышева приближения функции к синусной зависимости, Описанный преобразователь реализует также приближение к зависимости i/ -cos М при при управлении цифровыми управляемы- . ми резисторами 6 и 7 обратным ко- i . дом N.. Второй вариант преобразователя (фиг. 2) обеспечивает воспроизведение тех же тригонометрических функций .. .. Р 04N4N,,, и v -cosf-N, при о4М4Ы„акс с погрешностью не более 0,38%. Передаточный коэффициент К преобразователя в этом случае представляется функцией (,,-VoN} ЫЪ У20 Уаъ У24 У2оУг4 УгоУоМмакс-УгоУо ; где Vjo.Vjj.Vjj.MVj соответственно проводимости резисторов 20, 22, 23 и 24 . . . При этом должно выполняться услоУ о макеУя---5ir где V . и у,Q проводимости резисто. . ров 21 и 19. Воспроизведение этих функций достигается при управлении.цифровыми управляемьа 1и резисторами 25 и 26 прямым двоичным кодом. Это устройство синусного цифроаналогового преобразователя, управляемого прямым кодом, позволяет воспроизводить синусную -и косинусную функцию одного аргумента (например,в системах преобразования прямоугольных ко ординат в полярные), используя только прямой двоичный код, что вдвое со кращает количество цифровых шин управления. Рассмотренные варианты построения функционального преобразователя позволяют уменьшить количество йспольэуемых в нем элемеатов и упростить схему их соединений. Формула изобретения Функциональный цифроаналоговый преобразователь, содержшдий первый операционный усилитель с первьм масштабным резистором в цепи обратной связи, вход первого операционного усилителя подключен к выходу первого цифрового управляемого резистора,первый аналоговый вход которого являетс аналоговым зходом преобразователя, цифровой вход - цифровым входом преобразователя, а второй аналоговый вход соединен с Ыиной нулевого потенциала второй цифровой управляемый резистор и второй операционный усилитель - со вторым масштабным резистором в цепи обратной связи, ко входу которого подключен. первый вывод входного масцггабного резистора, отличаю- . щ и и с я тем, что, с целью упрощения, в нем второй вывод входного, масштабного резистора соединен с аналоговым входом пр(еобразователя, первый аналоговый вход второго цифрового управляемого резистора подключен к выходу второго операционного усилителя, входкоторого соединен со вторым аналоговым входом второго цифрового управляемого резистора, цифровой вход преобразователя соединен с цифровьм входом второго цифрового управляемого резистора, выход которого подключен ко входу первого операционного усилителя. . Источники информации, 1,Смолов В,Б,, Фомичев В.С Аналого-цифровые и цифроаналоговые нелинейные вычислительные устройства. Л., Энергия ,1974, с. 157. 2. Авторское свидетельство СССР 591879, кл. G 06 J 3/00, 1976 (прототип) ,

It

748452