[go: up one dir, main page]

RU1817244C - Digital-to-analog converter - Google Patents

Digital-to-analog converter

Info

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
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Сергеевич Власов
Александр Николаевич Лугин
Станислав Евгеньевич Лях
Original Assignee
Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов filed Critical Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов
Priority to SU4733860 priority Critical patent/RU1817244C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1817244C publication Critical patent/RU1817244C/en

Links

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)

1. Цифроаналоговый преобразователь, содержащий первый и второй резисторы с тепловой св зью между ними, первый и втр15 рой преобразователи код-ток, последний из которых выполнен функциональным, управл ющие входы первого из которых объединены с соответствующими управл ющими входами второго преобразовател 1. A digital-to-analog converter containing the first and second resistors with thermal coupling between them, the first and second 15 second code-current converters, the last of which is functional, the control inputs of the first of which are combined with the corresponding control inputs of the second converter 20 код - ток и  вл ютс  входной шиной преобразуемого кода, а выходы соединены с инвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усилителей , неинвертирующие входы которых под25 ключены к шине нулевого потенциала, выход первого операционного усилител  соединен через первый резистор со своим инвертирующим входом и  вл етс  выходной шиной, вход аналогового сигнала первого20 code is the current and is the input bus of the converted code, and the outputs are connected to the inverting inputs of the first and second operational amplifiers, the non-inverting inputs of which are connected to the zero potential bus, the output of the first operational amplifier is connected through its first resistor to its inverting input and is output bus, analog signal input first 30 преобразовател  код - ток соединен с выходом опорного сигнала второго преобразовател  код - ток, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности за счет упрощени , в него введены аналоговый инвер35 тор и третий резистор, первый и второй выводы которого соединены соответственно с инвертирующим входом и выходом второго операционного усилител , выход которого соединен с входом аналогового ин40 вертора, выход которого через второй резистор соединен с выходом опорного сигнала второго преобразовател  код - ток.30, the code-current converter is connected to the reference signal output of the second code-current converter, characterized in that, in order to increase reliability due to simplification, an analog inverter and a third resistor are introduced into it, the first and second conclusions of which are connected respectively to the inverting input and the output of the second operational amplifier, the output of which is connected to the input of an analog inverter 40, the output of which through the second resistor is connected to the output of the reference signal of the second code-current converter. 2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что функциональный пре45 образователь код - ток выполнен в виде источника опорного напр жени , кодоуправл емого делител  на резистив- ной матрице и блоке двухпоэиционных переключателей , делител  напр жени  на2. The converter according to claim 1, with the fact that the functional code-to-current converter is made in the form of a reference voltage source, a code-controlled divider on a resistive matrix and a block of two-point switches, voltage divider 50 четвертом и п том резисторах, повторителе напр жени  на третьем операционном усилителе и преобразователе тока в напр жение на шестом резисторе и четвертом операционном усилителе, неинвертирую55 щий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а выход - с первыми выводами шестого и п того резисторов, второй вывод последнего из которых объединен с неинвертирующим входом третьего операционного усилител  и первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого  вл етс  выходом опорного напр жени  второго преобразовател  код - ток и соединен с первым выводом источника опорного напр жени , второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциа- ла, выход третьего операционного усилител  объединен со своим инвертирующим входом и соединен с аналоговым вхо050 fourth and fifth resistors, a voltage follower on the third operational amplifier and a current to voltage converter on the sixth resistor and fourth operational amplifier, the non-inverting input of which is connected to the zero potential bus, and the output to the first terminals of the sixth and fifth resistors, the second terminal of the last of which is combined with the non-inverting input of the third operational amplifier and the first terminal of the fourth resistor, the second terminal of which is the reference voltage output of the second converter code - a current and is connected to a first terminal of a reference voltage source, a second terminal of which is connected to the bus of the zero potential at all, the output of the third operational amplifier is integrated with its inverting input coupled to analog and vho0 дом кодоуправл емого делител , управл ю щме входы и первый выход которого  вл ю - с  соответственно управл ющими входами и выходом функционального преобразовател  код - ток, второй выход кодоуправл емого делител  соединен с вторым выводом шестого резистора и инвертирующим входом четвертого операционного усилител .house of a code-controlled divider, the control inputs and the first output of which are with the corresponding control inputs and output of the code-current functional converter, the second output of the code-controlled divider is connected to the second output of the sixth resistor and the inverting input of the fourth operational amplifier. Таблица 1Table 1 Таблица 2table 2 I/VI / V Пр. cmEtc. cm NN tyty ФиггFigg
SU4733860 1989-09-01 1989-09-01 Digital-to-analog converter RU1817244C (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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