Цифроаналоговый преобразователь

(57) Изобретениетике и вычислител ЫЙ ПРЕОБтноситсяной технано при ЗОВАТЕЛЬ автомае и мосстроении ей инфор- налоговую т быть использ ецизионных пре ции из цифрсво разоватеформы в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 50048/24-24(21) 38 (22) 31 (46) 23 (72) Ф. и С.Л.С (53) 68 (56) Ав 11 10357Пате кл. Н 0 Цель - повьппение точности и упрощение цифроаналогового преобразователя.Цифроаналоговый преобразователь содержит входную шину 1, резистивныйделитель 2 типаКК, выполненный изп 1-разрядной секции 21 старших разрядов и (Н-ш)-разрядной секции 2 младших разрядов, разрядные переключатели 3, первую и вторую выходные шины4,5, компенсирующий ключ 6, шину 7нулевого потенциала, шину 8 источника питания. Повьппение точности и уп-,рощение преобразователя достигаетсяза счет оптимального недвоичноговзвешивания сопротивлений разрядныхпереключателей в ш старших разрядах а1 ил5859 5 10 ную погрешность, вносимую ключами,в область разрядов с меньшим весом.Обеспечение уменьшения д. по дво 15 ичному закону соответствует однойиз границ рекуррентного соотношения,т.е. оптимальному недноичному взвешиванию:к;= (Зк, - к,. )/4.20 Второй границе соответствует двоичное взвешивание сопротивлений ключей н старших разрядах:К; = К,/2.Реализация ЦАП с сопротивлениямиключей в ш старших разрядах в рамкахрекуррентного соотношения или, например реализация оптимального недвоичного взвешивания в части старших раз"рядов (в Ю разрядах, 2 ( щ) и двоич- ,30 ного взвешивания в оставшихся ш - 2старших разрядах повышает точностьустройства. 35 40 45 50 1 ЗОИзобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и можетбыть использовано при построении прецизионных преобразователей информации из цифровой формы в аналоговую.Цель изобретения - повышение точности иупрощение цифроаналоговогопреобразователя,На чертеже приведена функциональная схема цифроаналогового преобразователя (ЦАП).ЦАП содержит входную шину 1, Иразрядный резистивный делитель 2 типа КК, выполненный из щ-разряднойсекции 21 старших разрядов и (И-ш)разрядной секции 2 младших разрядов,разрядные переключатели 3, первую 4и вторую 5 ныходные шины, компенси"рующий кпюч 6, шину 7 нулевого nотснциала и шину 8 источника питания,Устройство работает следующим образом.Цифровой код поступает на управляющие входы разрядных переключателей 3, которые в зависимости от цифрового кода коммутируют информационные выходы резистивцого делителя 2типа КК к первой 4 или к второй 5выходным шинам. На входную шину 1 поступает аналоговый сигнал - напряжениекоторое преобразуется н соответствиис цифровым кодом в аналоговую величину тока, снимаемого по выходным шинам 4 и 5. Сопротивления разрядныхпереапочателей в младших Н-ш разрядах ныбраны равными между собой и равны сопротивлению компенсирующего ключа к.При переключении Н-т младших разрядов возникают погрешности, обусловленные неравенством сопротивления переключателя -го разряда К, и эквивалентного приведенного сопротивленияпереключателей н разрядах младше 1-гоК , где 1 = 1,2 Ы-в. Эта погрешУность и соответственно дифференциальная нелинейность при переходе к каждому -му разряду пропорциональнаразности этих сопротивлений .и возрастает по двоичному закону па мереувеличения веса разряда до переходак старшему из разрядов с невэвешенными сопротивлениями. каждому более старшему разряду уменьшения по двоичному закону д., а не .У величин сопротивлений ключей, т,е.л = а,/2, для 1 = (И-ш+1), ,К, Это позволяет в рамках определенного диапазона сопротивлений ключей, например1 К - 2 Кувеличить число разрядов со взвешенными сопротивлениями ключей, т.е. ш К, и тем самым перенести максимальВместе с тем недвоичное взнешивание сопротивлений ключей в разрядах ЦАП позволяет упростить устройство: уменьшить количество элементов и связей, т.е, выполнить его без дополнительных компенсирующих транзисторов н цепях связи реэистинного делителя. Особенно существенным это является для сверхточных преобразователей (И ) 1 бдвоичных разрядов), когда реэистивный делитель и аналоговые ключи изготавливаются раздельно.Выполнение разрядных ключей в ЦАП с остаточными сопротивлениями, вели-. чины которых устанавливаются в соответствии с рекуррентным соотношением, обеспечивает повышение точности преобразования по сравнению с известным устройством в 1,5-2 раза.Уменьшение количества элементов вПовышеьч е точности преобразования достигается благодаря ныравнинанию распределения погрешностей, обусловленных Д , т,е. обеспечением в ш1старших разрядах ЦАП при переходе к цепях связи реэистивного делителяпозволяет уменьшить число шин коммутации и число контактных площадок наотдельных интегральных схемах (ИС)при создании сверхточных преобразователей и изготовлении реэистивного де3 1305859 лителя и аналоговых ключей раздельно, н Это способствует уМеньшению площади з отдельных ИС, повышению надеаности и р технологичности преобразователя. При к создании монолитных ЦАП недвоичное 5 п взвешивание позволяет повысить точ- р ность преобразования при неизменном о диапазоне значений сопротивлений раэ- ц рядных ключей и тем самым такте умень- и шить площадь ИС. Ю ш1 К. сК2 1 Ф Составитель В.ПершиковТехред А. Кравчук Корректор Е,Рошко Редактор И.Николайчук Заказ 14 б 5/55 Тирах 902 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.укгород, ул.Проектная, 4 Формула изобретения Цифроаналоговый преобразователь, содержащий ш-разрядную секцию старших 15 разрядов резистивного делителя типа КК, вход которой является входной шиной, (Я-ш)-разрядную секцию младших разрядов резистивного делителя типа КК, где Я - число разрядов преобразуемого кода, выход согласования которой через компенсирующий ключ подключен к шине нулевого потенциала, управляющий вход компенсирующего ключа подключен к шине источника пита ния, Я разрядных переключателей, аналоговые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам секций реэистивного делителя ти- па КК, первые выходы разрядных пе- ЗО реключателей объединены и являются первой выходной шиной, вторые выходы разрядных переключателей объединеньг и являются второй выходной шиной, управляющие входы разрядных переключа- З телей являются соответствующими шинами преобразуемого кода, разрядные переключатели ш старших разрядов выпол 4ены взвешенными по сопротивлению, а начения сопротивлений разрядных пееключателей (Я-ш) младших разрядов, омпенсирующего ключа и разрядного ереключателя младшего иэ ш старших азрядов выбраны равными мезду собой,т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с елью повышения точности и упрощения реобразователя, выход согласования -разрядной секции старших разрядов резистивного делителя тиа КК подключен к входу (Я-ш)-разрядной секции младших разрядов реэистивного делителя типа КК, при этом значения взвешенных сопротивлений разрядных переключателей в ш старших разрядах выбраны в соответствии с рекур" рентным соотношением для(Я-ш+1), , Я, где 1 - номер разряда преобраэова"ния (1Я для старшегоразряда);К; - сопротивление разрядного пеуреключателя в -м разрядеУК - эквивалентное приведенноесопротивление разрядных переключателей в разрядах.мпадше -гоКЗ К + Кф )/41+1 1 1 для 3. 1 Язгде К = КкК- сопротивление компенсирующего ключа.