RU1817244C - Digital-to-analog converter - Google Patents
Digital-to-analog converterInfo
- Publication number
- RU1817244C RU1817244C SU4733860A RU1817244C RU 1817244 C RU1817244 C RU 1817244C SU 4733860 A SU4733860 A SU 4733860A RU 1817244 C RU1817244 C RU 1817244C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- code
- output
- converter
- current
- operational amplifier
- Prior art date
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к автЬматике и измерительной технике и может быть использовано при создании высокоточных преобразователей цифровой информации в аналоговую. Цель изобретени - повышение надежности за Счет упрощени . Цифро- аналоговый преобразователь содержит пре- образователь 1 код - ток, источник 2 опорного напр жени , первый операционный усилитель 3, первый 4 и второй 5 резисторы , имеющие между собой тепловую св зь, делитель 6 напр жени на четвертом и п том резисторах, повторитель 7 напр жени на третьем операционном усилителе , кодоуправл емую матрицу 8, второй 9 операционный усилитель, третий 11 и шестой 12 резисторы, аналоговый инвертор 13, входную шину 14 преобразуемого кода, выходную шину 15. На элементах 6, 7, 8, 10, 11. 12 реализован функциональный преобразователь код - ток. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 2 табл. ч % е в Щиг.1The invention relates to automation and measurement technology and can be used to create high-precision converters of digital information to analog. The purpose of the invention is to increase reliability through simplification. The digital-to-analog converter contains a code-1 converter, a current source, a voltage reference source 2, a first operational amplifier 3, a first 4 and a second 5 resistors that have thermal communication with each other, a voltage divider 6 on the fourth and fifth resistors, a repeater 7 voltages on the third operational amplifier, code-controlled matrix 8, second 9 operational amplifier, third 11 and sixth 12 resistors, analog inverter 13, input bus 14 of the converted code, output bus 15. On elements 6, 7, 8, 10, 11 . 12 implemented functional pre verters code - current. 1 s.p. f-ly, 2 ill. 2 tab. h% e in Shchig. 1
Description
Изобретение относитс к измерительной технике, автоматике, а также к технике преобразовани цифровых величин в аналоговые и может быть использовано при создании высокоточных аналого-цифровых преобразователей.The invention relates to measuring technique, automation, and also to a technique for converting digital values to analog and can be used to create high-precision analog-to-digital converters.
Целью изобретени вл етс повышение надежности устройства за счет упрощени дополнительного функционального преобразовател .The aim of the invention is to increase the reliability of the device by simplifying an additional functional converter.
На фиг.1 представлена функциональна - схема ЦАП; на фиг.2 - электрическа функциональна модель ЦАП. .Figure 1 presents the functional diagram of the DAC; figure 2 is an electric functional model of the DAC. .
ЦАП содержит кодоуправл емый делитель (КУД) 1 тока, источник 2 опорного; напр жени , выходной операционный усилитель (ОУ) 3, резистор 4 обратной св зи выходного 0-У, дополнительный резистор 5, делитель б напр жени , повторитель, дополнительный- КУД 8 код - ток, два дополнительных ОУ 9, 10, два резистора 11, 12 обратной св зи дополнительных ОУ, аналоговый инвертор 13, шину 14 управлени , выходную шину 15, подложку 16, причем второй преобразователь 17 вл етс функциональным.The DAC contains a code-controlled divider (KUD) 1 current source 2 reference; voltage, operational output amplifier (op-amp) 3, resistor 4 of the output 0-V feedback loop, additional resistor 5, voltage divider, repeater, additional KUD 8 code - current, two additional op-amps 9, 10, two resistors 11 12, feedback of additional op-amps, an analog inverter 13, a control bus 14, an output bus 15, a substrate 16, the second converter 17 being functional.
На фиг.2 приведены следующие обозначени :Figure 2 shows the following notation:
Uon - опорное напр жение, ивых выходное напр жение преобразовател Мпр- преобразуемый код, Кмпр - коэффициент преобразовани ЦАП, Км-коэффициент делени дополнительного КУД, Nnp.cr - код, образованный из старших разр дов кода Nnp, Ux - напр жение на выходе дополнительного усилител , обратного канала, Uy - напр жение на выходе дополнительного усилител .-...Функциональна модель фиг.2 вл етс абсолютным аналогом схемы фиг.1, с той лишь разницей, что из состава функциональной схемы исключен делитель напр жени , в то врем как преобразователь на втором ОУ 9 на схеме фиг.1 имеет коэффициент преобразовани в два раза выше, чем этот же усилитель на схеме фиг.2. Данное обсто тельство упрощает фиг.2, не мен существа процесса преобразовани .Uon is the reference voltage, the output voltage of the converter is Mpr is the convertible code, Kmp is the DAC conversion coefficient, Km is the dividing factor of the additional KUD, Nnp.cr is the code formed from the high-order bits of the Nnp code, Ux is the voltage at the output of the additional amplifier, return channel, Uy is the voltage at the output of the additional amplifier.-... The functional model of Fig. 2 is an absolute analogue of the circuit of Fig. 1, with the only difference being that a voltage divider is excluded from the structure of the functional circuit, while like a converter on the second The op-amp 9 in the circuit of Fig. 1 has a conversion coefficient twice as high as the same amplifier in the circuit of Fig. 2. This circumstance simplifies Figure 2, without changing the nature of the conversion process.
Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.
Преобразуемый п - разр дный код N поступает по шине управлени на вход КУД 1, с выхода которого ток, пропорциональный коду N идет на вход преобразовател ток-напр жени , выполненного на операционном усилителе 3 и резисторе 4 обратной св зи, а затем на выходную шину 15. Перша m разр дов кода N поступают такжеThe converted n-bit code N is supplied via the control bus to the input of the KUD 1, from the output of which a current proportional to the code N goes to the input of the current-voltage converter, made on the operational amplifier 3 and feedback resistor 4, and then to the output bus 15. Persha m bits of code N also come
на вход дополнительного КУД 8, выполненного по типу весового двоичного резистив- ного делител тока, с выхода которого ток преобразуетс в напр жение двум дополнительными операционными усилител ми 9 и 10 с резисторами 11 и 12 в цепи их обратной св зи. Принимаем, что буферный (аналоговый ) усилитель-инвертор имеет коэффициент передачи минус 1. Далее принимаем дл упрощени , что коэффициент передачи дополнительного усилител обратного канала К -1..to the input of additional KUD 8, made as a weighted binary resistive current divider, from the output of which the current is converted to voltage by two additional operational amplifiers 9 and 10 with resistors 11 and 12 in their feedback circuit. We assume that the buffer (analog) amplifier-inverter has a gain of minus 1. Next, we accept for simplicity that the gain of the additional amplifier of the reverse channel K -1 ..
KN Кыпр; а электрическа модель фиг.2 будет соответствовать выражению, представленному системой уравненийKN Cypr; and the electric model of figure 2 will correspond to the expression represented by the system of equations
-(Uon + Ux) KN .- Uy- (Uon + Ux) KN .- Uy
-(Uon + Ux)(1-KN) Ux(1)- (Uon + Ux) (1-KN) Ux (1)
из второго уравнени системы имеемfrom the second equation of the system we have
;:. Ux : .Уоп(1-Кы)(2) Ux И-(1 -Км) ...... ();:. Ux: .Uop (1-Ky) (2) Ux I- (1-Km) ...... ()
20twenty
2525
Подставл (2) в первое уравнение системы (1), получимSubstituting (2) in the first equation of system (1), we obtain
Uv Uv
Uon KNUon kn
1 +(1-Км)31 + (1-Km) 3
(3)(3)
Сигнал Uy инвертируетс «налоговымThe signal Uy is inverted by “tax
инвертором 13 и подаете/ на первый выводinverter 13 and feed / to the first output
дополнительного резистора RT (фиг.1) наadditional resistor RT (figure 1) on
другой вывод которого: подаетс напр жеНИе Uon. :..;;,-. ;..-/:-: :;; :;:/ -; : ;: : ..another conclusion of which is: : .. ;;, -. ; ..- /: -:: ;; :;: / -; :;:: ..
Таким образом падение напр жени на допол ительном резисторе RT будетThus, the voltage drop across the additional resistor RT will be
равно, ...,- : ; . equal to ..., -:; .
L)RT ... ; Uon2(1-KN)(1+(1-KN)L) RT ...; Uon2 (1-KN) (1+ (1-KN)
(4)(4)
и пропорционально протекающему через RT току. V -.;....;and proportional to the current flowing through RT. V -.; ....;
Выберем реальные коэффициенты KN дл трехразр дного двоичного преобразовател , согласно , полага чтоWe choose the real coefficients KN for a three-bit binary converter, according to the assumption that
в ; . at ; .
а and
2 - (I -KN) 1+(1 -KN.) 2 - (I -KN) 1+ (1 -KN.)
Права колонка табл,1 показывает, что при коэффициенте передачи дополнительного усилител обратного канала К - -1, нестабильность суммарной мощности рассе ни в области подложки 16 остаетс воThe right column of Table 1 shows that when the gain of the additional amplifier of the return channel K is -1, the instability of the total power dissipation in the region of the substrate 16 remains
всем диапазоне преобразовани несколько более 30%.the entire conversion range is slightly more than 30%.
Предположим, что К 2. при этом система уравнений (1) преобразуетс в систему уравнений (4)Suppose that K 2. in this case, the system of equations (1) is transformed into the system of equations (4)
f -{Uon + Ux) KN - Uyf - {Uon + Ux) KN - Uy
j-2(Uon + Ux)(1-KN)Uxj-2 (Uon + Ux) (1-KN) Ux
Второе уравнение системы (4) преобразуетс к видуThe second equation of system (4) is transformed to the form
м- 2 Uon ( 1 KN ) Ux- --T + 2(1-KN) m- 2 Uon (1 KN) Ux- --T + 2 (1-KN)
Далее, подставл (5) в первое уравнение системы (4), получимNext, substituting (5) in the first equation of system (4), we obtain
KNKn
(1+2(1 -KN))(1 + 2 (1 -KN))
. (6). (6)
Падение напр жени URT на дополнительном резисторе 5 URT voltage drop on additional resistor 5
(l- 1+2(-Км))в -и 3 -О -Км),71(l- 1 + 2 (-Km)) in -and 3 -O -Km), 71
vJon -i / л---tt V / vJon -i / l --- tt V /
1 + 2 ( 1 - KN ) 1 + 2 (1 - KN)
Если коэффициент передачи дополнительного усилител обратного канала прин ть К -3, то система (1) получит вид (8)If the transfer coefficient of the additional amplifier of the return channel is taken K -3, then system (1) will get the form (8)
-(Uon + Ux) KN Uy- (Uon + Ux) KN Uy
.|-3(Uon + Ux)0-KN) Ux I. | -3 (Uon + Ux) 0-KN) Ux I
При этомWherein
.. ,, 4 (1 - KN ),т URT-Uon 1+У(. (9).. ,, 4 (1 - KN), t URT-Uon 1 + Y (. (9)
Рассчитаем суммарные мощности рассеивани в области подложки 16 дл приведенных случаев К -1, , К -3 и сведем эти значени в табл.2.We calculate the total power dissipation in the region of the substrate 16 for the cases K -1, K -3 given and reduce these values to Table 2.
Оценка суммарной активной мощности, выдел емой в области подложки 16, согласно табл,2 показывает, что при коэффициенте передачи К -3 дополнительного усилител 10, вариаци активной мощности во всем диапазоне преобразовани сохран етс равной около 10%, что вполне соответствует 3-, 4-разр дному дополни тельному КУД 8, Таким образом стабилизируетс температурный режим в областиEvaluation of the total active power released in the region of the substrate 16, according to Table 2, shows that at a transmission coefficient of K -3 of the additional amplifier 10, the variation of the active power in the entire conversion range is kept at about 10%, which corresponds to 3, 4 -discharge additional KUD 8, thus stabilizing the temperature in the region
подложки 16. а следовательно повышаетс точность преобразовани кода в аналоговый сигнал. В отличие от аналога и прототипа в предложенном ЦАП достигаетс 5 высока температурна стабильность и точность ЦАП в конечном счете, благодар более простой и линейной структуре дополнительного преобразовател .substrates 16. and consequently, the accuracy of converting the code to an analog signal is improved. In contrast to the analogue and prototype, the proposed DAC achieves 5 high temperature stability and accuracy of the DAC in the long run, due to the simpler and linear structure of the additional converter.
1010
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4733860 RU1817244C (en) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | Digital-to-analog converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4733860 RU1817244C (en) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | Digital-to-analog converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1817244C true RU1817244C (en) | 1993-05-23 |
Family
ID=21468086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4733860 RU1817244C (en) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | Digital-to-analog converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1817244C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014168518A3 (en) * | 2013-04-08 | 2015-05-14 | Владимир Петрович ФЕДОСОВ | Single-ended amplifier with digital input, and digital-to-analog converter and voltage follower of said amplifier |
-
1989
- 1989-09-01 RU SU4733860 patent/RU1817244C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Приборы и техника эксперимента. 1988, № 4, с.74. рис.3. Авторское свидетельство СССР Мг 1642586, кл. Н 03 М 1 /66, 1988. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014168518A3 (en) * | 2013-04-08 | 2015-05-14 | Владимир Петрович ФЕДОСОВ | Single-ended amplifier with digital input, and digital-to-analog converter and voltage follower of said amplifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2690905B2 (en) | Series-parallel AD converter | |
US4491825A (en) | High resolution digital-to-analog converter | |
CA1184663A (en) | High-accuracy sine-function generator | |
US5345237A (en) | Differential amplifier and two-step parallel A/D converter | |
RU1817244C (en) | Digital-to-analog converter | |
US4811017A (en) | Digital-to-analog converter | |
GB2116797A (en) | A circuit for improving the performance of digital to analog converters | |
SU1644384A1 (en) | Digital-to-analog converter | |
GB2068186A (en) | Programmable transconductance amplifier | |
SU1559408A1 (en) | Digit-to-analog converter | |
JPH0547006B2 (en) | ||
SU1462475A1 (en) | Series-parallel a-d converter | |
SU1667253A1 (en) | Bipolar number-to-voltage converter | |
SU1619315A1 (en) | Code-controlled inductance module | |
SU938389A1 (en) | Device for checking digital-analog converter errors | |
SU828398A1 (en) | Digital-analogue converter | |
SU1642586A1 (en) | Da converter | |
SU1312738A1 (en) | Multiplying digital-to-analog converter | |
SU1372341A1 (en) | Code-controlled conduction unit | |
JP2576222B2 (en) | Digital-to-analog converter | |
SU1543546A1 (en) | D-a converter | |
SU1550623A1 (en) | Voltage-to-current converter | |
JP2985185B2 (en) | DA conversion circuit | |
RU2066924C1 (en) | Digital-to-analog converter | |
SU1591186A1 (en) | D-a converter |