Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 М 1/66 ЕНИЯ А. Гуд вень сигнаобеспечирабаты из 1 табл, точника, сме на выходе с вшего бипаля ю ега мма тора ый режи тва. 2 вестнаго устро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4087481/24-24(54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬС БИПОЛЯРНЫМ ВЫХОДНЫМ СИГНАЛОМ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построениипрецизионных цифроаналоговых и аналого-цифровых измерительных систем. Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства. Цифроаналоговый,преобразователь с биполярным выходным сигналом содержит кодоуправляемыи делитель 1, выполненныи на 2- 1 формирователях 1.1 одинаковых разрядных токов, п - ш формирователях 12. двоична-взвешенных разрядных токов и - ш ключах 1.3 первой группы, группы, 2в 1 ключах 1.4 второйО группы и 2 ключах 1.5 третьей группы, шину 2 опорного напряжения, преобразователь 3 кода, сумматор 4 и инвертор 5. Преобразователь 3 кода для случая щ = 3 выполнен на двух элементах И, двух элементах ИЛИ-НЕ, элементе НЕ, элементе ИЛИ-И и элементе ИЛИ-И-ИЛИ-НЕ. Организация двух групп выходов у кодоуправляемога делителя 1 позволяет повысить точность сФ преобразования:и одновременно упростить устройство за счет исключенияиспользовано при построении прецизионных цифроаналоговых и аналогоцифровых систем. 5Цель изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя,На фиг.1 представлена функциональная схема цифроаналогового преобразователя с биполярным выходным сигна лом, на фиг.2 - функциональная схема преобразователя кода для случая ш = 3.Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом (фиг.1) содержит кодоуправляемый делитель 1, 15 выполненный на 2 - 1 формирователях 1.1 одинаковых разрядных токов, и - ш формирователях 1.2 двоично-взвешенных разрядных токов и трех группах клю" чей 1,3-1,5, шину 2 гпорного напряжения, преобразователь 3 кода, сумматор 4 и инвертор 5. Преобразователь 3 кода (фиг.2) выполнен на двух элемен. тах И 6 и 7, двух элементах ИЛИ-НЕ 8 и 9,.элементе НЕ 10, элементе ИЛИ-И 11 и элементе ИЛИ-И-ИЛИ-НЕ 12.Цифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом работает следующим образом. 30На вход цифроаналогового преобра зователя поступает и-разрядный двоичный код, ш старших разрядов которого поступает на вход преобразователя 3 кодов. На входы формирователей1,1 одинаковых разрядных токов и навходы формирователей 1.2 двоичновзвешенных разрядных токов поступаетопорное напряжение с шины 2 опорногонапряжения. На выходах преобразователя 3 кода формируется (2 - 1)-разрядный единичный код, (2 ) разрядных сигналов которого управляют ключами 1.5 третьей группы, подключаявыходы (2 " ) формирователей 1.1 оди-,наковых разрядных токов к первомувходу сумматора 4, (2 " - 1) выходных разрядных сигналов преобразовате"ля 3 кода управляют ключами 1,4 второй группы, обеспечивая подключениевыходов оставшихся (2 - 1) формирователей 1,1 одинаковых источниковтоков через инвертор 5 к второму входу сумматора 4, (и - ш) младших разрядов входного кода поступают непосредственно на управляющие входы ключей 1,3 первой группы, с помощью которых к входу инвертора 5 подключаются выходные сигналы формирователей 35 40 45 50 1 14748 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может бытьВходной кодтрех старшихразрядов ЦАП Выходной код преобразователя кода 1 2 2 2 з а, а а,. а а. а а,1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 О 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 О 1 0 1 0 0 1 1 1 О 0 1 0 1 1 .1 0 1 1 1 В соответствии с таблицей представлена одна из возможных реализаций преобразователя 3 кода для случая равенства числа старших разрядов трем (фиг.2). Выходы второго 9 и первого 8 элементов ИЛИ-НЕ, элемента ИЛИ-И-ИЛИНЕ 12 и элемента НЕ 10 формируют 2выходов преобразователя 3 кодов, сигналы которых управляют ключами 1.5третьей группы, а выходы элемента 46 21.2 двоично-взвешенных разрядных токов.При данном выполнении кодоуправляемого делителя 1 на выходе сумматора 4 формируется максимальный отрицательный сигнал при входном коде 0000, а максимальный положительный сигнал - при коде 1111. При значении входного кода 10000 на выходе сумматора 4 сигнал равен нулю.Таким образом, формирование на выходе цифроаналогового преобразователя биполярного выходного сигнала осуществляется без использования дополнительного источника, смещающего на половину полной шкалы уровень выходного сигнала. Исключение дополнительного источника смещающего напряжения обуславливает, с одной стороны, упрощение цифроаналогового преобразователя, а с другой стороны, повышает его точность за счет исключения погрешности, присущей дополнительному источнику смещающего сигнала. Повышение точности особенно существенно проявляется в середине шкалы преобразуемого кода, т.е. при выходных сигналах сумматора 4, близких к нулевому значению.Достижение положительного эффекта обеспечивается также за счет реализации преобразователя 3 кодов по определенному правилу, которое представлено в виде таблицы истинности.ИЛИ-И 11, второго 7 и первого 6 элементов И формируют (2 - 1) выходовпреобразователя 3 кода, обеспечиваяуправление ключами 1.4 второй группы,Количество одновременно включенныхключей второй 1,4 и третьей 1.5 группопределяют соответственно по формулам+ а),где а - значение -го разрядного коэффициента преобразуемогокода,а; - инверсное значение аа - значение старшего разрядного1коэффициента,К,К - количество включенных ключей 2 Овторой и третьей групп соответственно,Формула из обретенияЦифроаналоговый преобразователь с биполярным выходным сигналом, содержащий кодоуправляемый делитель, выполненный в виде и - ш формирователей двоично-взвешенных разрядных токов, где п - число разрядов преобразуемо 30 го кода, а ш - число его старших разрядов, 2 - 1 формирователей равновеликих разрядных токов, первой группы из и - ш ключей, второй группы из12 - 1 ключей и третьей группы изМ.12 ключей, выходы которых подключе- З 5 ны к первому входу сумматора, выход которого является выходной шиной, а второй вход соединен с выходом инвертора, преобразователь кода, входы ко-. горого являются входами ш старших разрядов входной шины преобразуемогб кода, 2 " выходов соединены с управляющими входами соответствующихключей третьей группы, а остальныеР 32 - 1 выходов соединены с управляющими входами соответствующих ключейвторой группы, информационные входыключей второй и третьей групп подклюЫчены к выходам соответствующих 2 - 1формирователей равновеликих разрядных токов, вход первого из которыхобъединен с входами остальных 2 - 2формирователей равновеликих разрядных токов, с входами и - ш формирователей двоична-взвешенных разрядныхгтокови является входной шиной опорного напряжения, информационные входыключей первой группы подключены к выходам соответствующих и - ш формирователей двоично-взвешенных разрядныхтоков, а управляющие входы являютсявходами.п - ш младших разрядов входной шины преобразуемого кода, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения,выходы ключей первой и второй группподключены к входу инвертора, приэтом количество одновременно включенных ключей второй и третьей групп определяют по формулам соответственноК,= а,(а 2+ а 2"+ +а+1;К =а(а 2." +а 2 + +а),где а; - значение 1-го разрядного коэффициента преобразуемогокода,а, - значение старшего разрядногокоэффициента,а. - инверсное значение аК - количество включенных ключейвторой группы,К - количество включенных ключейтретьей группы.147484 б Составитель Н,Капитанов Техред Л,Олийнык Корректор Э.Лончаков Редак Козориз СССР енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О оизвод Заказ 1911/57 Тираж 880 ВНИИПИ Государственного комитета по 1 13035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНРаушская наб., д. 4/5