Аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК з 511 Н 03 К 13/20ГОСУДАРСТ 8 ЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Авторское свидетельство СССРУ 600729, кл, Н 03 К 13/20, 1976.(54) (57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт,св. У 600729, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьйения потребляемой мощности,введены входной и(рвычитающих токовых повторителей,включевыхо-р-в транзисторов, а и триггеровс непосредственными связями разделены на е групп, при этом выходы входного токового повторителя соединены с базами ключевых Ь -р-п транзисторов, коллекторы которых соединены со входом и выходами соответствующего вычитающего токового повторителя,.выходы которого соединены с базами первых транзисторов триггеров с непосредственными связями соответствующей группы, кроме первой, дополйительный коллектор входного многоколлекторного транзистора соединен со входом входного токового повторителя, а соответствующие дополнительные коллекторы многоколлекторного транзистора в цеа пи опорного тока - со входами вычи- щ тающих токовых повторителей,и базами ключевых и-р- и транзисторов соответственно,.лекторный транзистор, многокол:. .торный .траизисторв цепи опорного тока, 10компараторы выполнены на триггерахс непосредственными связями, причемэмиттер входного многокрллекторноготранзистора соединен с клеммой ис,точника впадного аналоговоо сигнала, 15каЖдый из коллекторов этого транзистора соединен с базой первого транзистора.триггера с нелосредственнымнсвязями соответствующего разряда нреобразователя, с базой второго тран,зистора триггера с непосредственнымисвязями каждого разряда соединены соответствующие коллекторы многокол лекторного транзистора в цепи опорного тока, эмиттер которого соединен 25с клеммой источника опорного тока,а базы обоих многоколлекторных транзисторов и эмиттеры транзисторовтриггеров с непосредственными связями соединены с общей шинойНедостатком этого устройства является большая потребляемая мощностьиз-эа большого числа квантов тока,задаваемых многоколлекторным тран-.зистором в цепи опорного тока.,Цель изобретения - уменьшение .потребляемой мощности. Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобра зователь введены входной и(е) вы читающих токовькповторителей,(н) ключевых П -р- и транзисторов, а п.триггеров с непосредственными связями разделены на щ групп, при этом выходы входного токового повторителя 45 соединены с базами ключевых Н-р- и транзисторов, коллекторы которых соединены со входом и выходом соответствующего вычитающего токового повторителя, выходы которого соеди иены с базами первых транзисторов триггеров с непосредственныю связями соответствующей группы, кроме. первой, дополнительный коллектор входного многокоплекторного трав знстора соединен со входом. входного токового повторителя, а соответст- вукицие дополнительнйе коллекторы 358 Ъ многоколлекторного транзистора вцепи опорного тока соединены со входами вычитающих токовьй повторителейи базами ключевых Н -р- Н транзисторовсоответственно.На чертеже представлена принципиальная схема предложенного аналогоцифрового преобразователя,Аналого-цифровой преобразовательсодержит источник опорного тока 1,компараторы 2, входной многоколлек:торный транзистор 3, многоколлекторньй транзистор 4 в цепи опорноготока. Компараторы 2 выполнены натриггерах с непосредственнымн связями, причем эмиттер входного многоколлекторного транзистора 3 соединен с клеммой входного аналоговогосигнала 5. Каждый из коллекторовэтого транзистора 3 соединен с базой первого транзистора 6 триггерас непосредственными связями соответ-.ствующего разряда преобразователя.С базой второго транзистора 7 триггера с непосредственными связкеказдого разряда соединены соответствующие коллекторы многоколлекторного.транзистора 4 в цепи опорного тока,эмиттер которого соединен с клеммойисточника опорйого тока 8. Базыобоих многоколлекторных транзисторов3 и 4 и эмиттеры транзисторов 6 и 7триггеров с непосредственными связями соединены с общей шиной 9, входной и;в.вычитающих токовых повторителей 10 и 11, Нз,ключевых О -р-Нтранзисторов 12, а 1) триггеров снепосредственными связями разделены на Ю групп. При этом выходы вход,ного токового повторителя 10. соединены с базами ключевых и -р-Н транзисторов 12, коллекторы которых соединены со входами и выходами соответствую.щего токового повторителя 11, выходыкоторого соединены с базами первьктранзисторов 6 триггеров с непосредственными связями соответствующейгруппы, кроме первой. Дополнительный коллектор входного многоколлектор.ного транзистора 3 соединен со входом входного токового повторителя10, а соответствующие дополнительныеколлекторы многоколлекторного транзистора 4 в цепи источника тока -со входами вычитающих токовых повторителей 11 базаря ключевьк и-р Отранзисторов 12 соответственно. Коллекторы, вторых транзисторов 7 триггеров с непосредственныкю связякю: Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом., Входной 10 и вычитающие 11 токовые повторители имеют эффективный коэффициент передачи по выходам, равный единице, что обеспечивается соотношением площадей коллекторов обратной связи с выходных коллекто ров. Многоколлекторный транзистор 4 задает опорные токи в базы вторых транзисторов 7 триггеров с непосредственной связью, в базы ключевых транзисторов 12 и вычитающих токо вых повторителей 11. Величины этих токов определяются количеством уровней сигнала и количества групп триггеров с непосредственной связью.В общем виде для 01+1)-уровнево- , 2 О го преобразователя при л. группах токовых повторителей в базы вторых транзисторов 7 в пределах каздой группы задаются следующие значения токов. 0,51 о, 1,5 Е, 2,51 О,.25И/соответственно, а в вычитающие токо- З вые повторители 1 1гЛ О ч О-лю - 11 соответственно.Например, для 16-уровневого преоб,разователя задаются следующие значения токовО, 1 21,151 оэт.е. и = 15, при Ф: 3 в базы двухключевых транзисторов 12 задается со.ответственно ток 5,5 Зо и 10,5 Зо,в два вычитающих токовых повторителя 11-5 3 и 10 3, а во вторыетранзисторы пяти триггеров с непосредственной связью - О, 5 3 ,1 ф 5 о ф 2 ф 5 о ф 35 о э 4 э 53 . соответственно.Конструктивно величина тока обеспечивается соотношением площадей коллекторов и эмиттера многоколлектор-.ного транзистора 4.16-уровневый преобразователь работает следующим образом. 58При увеличении входного сигнала от 0 до 5 Д последовательно переключаются триггеры первой группы, В остальных группах состояние триггеров не меняется, так как включенные ключевые транзисторы 12 шунтируют первые транзисторы .6 триггеров.При увеличении входного сигнала от 53 до 102 О входной токовый повторитель 10 выключает первый ключевой транзистор 12, в базу которого задавался ток 5,5 3 О, в результате включается первый вычитающий токовый повторитель 11. Последний вычитает ток равный 5 3 О иэ тока, задаваемого в первые транзисторы 6 триггеров вто-. рой группы. В результате при увеличении тока от 5 3 до 10 Э ток, задаваемый во вторую группу триггеров, меняется от 0 до 53 , что и опреде ляет число переключенных триггеров в этой группе.При дальнейшем увеличении тока от 103 О до 153 О входной токовый повторитель 1 О выключает второй ключевой транзистор 12, в результате включается второй вычитающий токовый повторитель 11, в который задается транзистором 4 ток равный 103 Такой хе по величине ток вычитаетсч йз тока, заваемого в первые транзисторы 6 третьей группы триггеров.Таким образом, при увеличении входного тока от 103 до 153 О ток, задаваемый в третью группу триггеров, изменяется от 0 до 5 3 , что и опре-.деляет число переключенных триггеров в этой группе.При изменении входного тока от нулевого уровня до максимального на вЬ- ходах 13 устройства, соединенных с коллекторами вторых транзисторов 7 триггеров, формируется код, который принимает значения от 000 до 111.Введение входного и вычитающих токовых повторителей 10 и 11 и ключевых Ь-р-и транзисторов 1,2 приводит к су щественному сокращению числа квантов опорного тока, задаваемых транзистором 4.Таким образом, получается уменьшение потребляемого тока, а следовательно н мощности. Сокращение числа, квантов тока приводит к упрощению топологии устройства, а следовательно-и к уменьшению площади, занимаемой устройством на кристалле.