Устройство цифроаналогового преобразования

(56) Иило В,Л. Линейсхемы. - М.ф СоветскГнатек Р.Р, Справаналоговым и аналогообразователям. - М1982, с, 119-120,У 43 .А.И коло кова,егр аль ные о, 979, о цифроные ин чник пцифроРадио4.5 ым пр связь 224(57) Изобретение относится к аматике и может быть использованцифроаналоговых устройствах врвх требуется сформировать анвый сигнал, величина которогопроизведению двух сигналов, прленных в виде цифровых двоичныхЦель изобретения - повышениеродействия. Матричный умножающи цифроаналоговый преобразователь содержит ш и-раэрядньм преобразователей1, - 1 код - напряжение, выполненных в виде групп иэ и переключателей2 1 - 2, и-разрядных реэистнвныхматриц 3 - 3 типа К - 2 Е и усилителей 4, - 4, постоянного тока, перемножитель 5 знаковых разрядов, переключатель 6 полярности опорного напряжения, группу из в переключателей 7, - 7 , в-разрядную резистивнуюматрицу 8 типа К - 2 й и выходнойусилитель 9 постоянното тока. Переключатель 6 полярности опорного напряжения выполнен в виде источника10 опорного напряжения, инвертора 11и четырех ключей 12- 15. Положительный эффект достигается за счет введения перемножителя 5 знаковых разрядов ипереключателя полярностиопорного напряжения, а также дополнительных (и - 1) в-разрядных лреобраэова"телей 1 код - напряжение. 1 э.п.ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в цифроаналоговых устройстнах, в которых требуется сформировать аналоговый сигнал, величина которого равна произведению днух сигналов, представленных в виде цифровых двоичных кодов.1 ель изобретения - повышение быстродействия.На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 функциональная схема переключателя полярности опорного напряжения,Устройство цифроаналогового преобразования (фиг.1) содержит ш и-разрядных преобразователей (1 - 1) код - напряжение, выполненных в виде групп иэ и переключателей 2 - 2 , п-разрядных резистивных матриц 3 3типа КК и усилителей 4- 4 постоянного тока, перемножитель 5 знаковых разрядов, переключатель 6 полярности опорного напряжения, группу из и переключателей 7 - 7 ш-разрядную реэистивную матрицу 8 типа КК и выходной усилитель 9 постоянного тока, Переключатель 6 полярности опорного напряжения (фиг.2) выполнен н виде источника 10 опорного напряжения, иннертора 11 и четырех ключей 12-15Устройство цифроаналогового преобразования работает следующим образом.Первый перемнож.:. мый сигнал н виде параллельного двоичного кода разрядности п поступает на управляющие входы всех и-разрядных преобразователей 1 код - напряжение, Первый сигнал в виде параллельного двоичного кода разрядности п по параллельным шинам поступает на управляющие входы соответствующих переключателей 2- , На сигйальные нходы этих переключателей подается опорный сигнал, Переключатели, на управляющих входах которых появляется единица кода, подключают опорное напряжение к соответствующему входу резистивной матрицы 3 , производящейУоперацию нормирования выходного аналогового уровня, пропорционально поступившему коду, Выходной сигнал преобразователя 1 формируется усилителем 4 постоянного тока, в качестве которого используется операционный усилитель, Поскольку каждый иэ цифроаналоговых преобразователей должен 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 работать с опорными сигналами разнойполярности, то такие функции могутбыть возложены только на умножающийпреобразователь код - напряжение,который использует в качестве опорногоне непрерывно изменяющийся сигнал,а только два его фиксированных значения,Преобразователи 1 - 1 код - напряжение вырабатывают на своих выходах аналоговые напряжения, уровникоторых пропорциональны коду первогосигнала, Поскольку двоичный код поступает одновременно на первые цифровые входы всех преобразователей код -напряжение, а опорные напряжения,подаваемые на преобразователи, одинакового уровня (подаются от одногои того же прецизионного источника 10напряжения +Е или -Е), то и выходныеуровни преобразованных напряженийодинаковы, Однако преобразованныенапряжения появляются на выходахтолько тех преобразователей, на которые в данный момент поступает опорный сигнал . Управление подачей опорного сигнала достигается с помощьюпереключателей 7 - 7 , Командой квключению опорного напряжения (спомощью переключателей 7 - 7 ) натот или иной преобразователь коднапряжение служит появление на соответствующих вторых цифровых входахустройства единиц кода (появлениекодовых импульсов). Считается, чтона цифроных входах устройства обеспечивается одновременная подача кодовых импульсов двух перемножаемыхсигналов.Выходные уровни преобразованныхнапряжений поступают на общую реэистивную матрицу 8 с выходным усилителем 9 постоянного тока, на выходекоторого формируется аналоговое напряжение, пропорциональное кодувторого сигнала, Но оно одновременно пропорционально коду первого сигнала или, иначе говоря, пропорционально произведению кодов первогои второго сигналов. Фактически этоозначает, что для преобразованияфесового суммирования) используются такие единичные значения кодовпервого и второго сигналов, которыенаходятся как бы на пересечениистолбцов, образованных кодами первого сигнала и строк, образованныхкодаю второго сигнала, Совпадение1524единиц кода на пересечении соответствующих столбцов и строк фиксируется появлением в данном месте опорного напряжения, Если коды перВого и второго сигналов поступают одновременно, то их совпадение отвечает логике схемы И, что при наличии двух нормированных по амплитуде сигналов соответс .вует произведению этих сигналов. Таким образом, выходной сигнал есть результат суммирования с "весами" произведений двухчисел .Преобразователи код - напряжение, используемые в предлагаемом устройстве,должны работать с опорными сигналами разной полярности в зависимости от полярности произведения двух сигналов, Полярность произведения задается перемножителем 5 знака, на входы которого подаются два знаковых разряда, принадлежащих кодам первого и второго сигналов, На выходе перемножителя 5 по правилу булевой алгебры вырабатывается импульс единицы кода при совпадении значений кодов знаковых разрядов (нулей или единиц)При единичном (нулевом) коде на выходе перемножителя 5 с помощью переключателя 6 полярности опорного напряжения к переключателям 7 - 7 л подключается положительное (отрицательное) опорное напряжение.При подаче в качестве управляющего сигнала с признаком "1" электронные. ключи 12 и 14 замыкаются, причем ключ 12 пропускает на выход положительное опорное напряжение от источника 10, При этом ключ 14, второй вывод источника 10 опорного напряжения (-Г) замыкает на корпус. Поскольку управляющий сигнал поступает на ключи 13 и 15 через инвертор 11, то эти ключи находятся в закрытом состоянии, При появлении сигнала с признаком "0" (благодаря инвертированию) ключи 13 и 15 открываются, пропуская на выход отрицательное опорное напряжение, а ключи 12 и 14 при этом закрываются.Переключатели 2 и 7 могут быть выполнены на двух электронных ключах и инверторе, На вход первого ключа поступает опорное напряжение, выход первого ключа объединен с выходом второго ключа и является первым выходом переключателя, Вход второгоФормула изобретенияУстройство цифроаналогового преобразования, содержащее первый и-разрядный преобразователь код - напряжение, выполненный в виде первой и-разрядной резистивной матрицы типа К - 2 К иэ п - 1 последовательно соединенных резисторов связи, и разрядных резисторов и согласующего резистора, усилителя постоянного тока и группы из п-разрядных переключателей, управляющие входы которых являются управляющими входами первого и-разрядного преобразователя код - напряжение и являются входной ниной п-разрядного кода, первый вывод 1-го разрядного резистора является входом 1.-го разряда первой и-разрядной реэистивной матрицы типа К - 2 К и соединен с первым выходом 1-го разрядного переключателя, где= 1, 2., и второй вывод -го разрядного резистора соединен с первым выводом 1-го резистора связи, первый вывод и-го разрядного резистора является входом и-го разряда первой и-разрядной резистивной матрицы типа К - 2 К и подключен к первому выходу и-го раэ 80 51015 20 25 30 35 40 45 50 55 ключа, являющийся вторым выходомпереключателя, соединен с шиной нулевого потенциала, Управляющий сигнал поступает на управляющий входвторого ключа и вход инвертора, выход которого соединен с управляюшимвходом первого ключа,Электронный аналоговый ключ работает следующим образом,Управляющее напряжение поступаетна объединенные между собой выводызатворов обоих транзисторов, а коммутируемое - на вывод истока первого транзистора. При появлении коммутируемого напряжения определеннойположительной или отрицательной)полярности и при подаче управляющегонапряжения переключает только тоттранзистор, который в данный моментне зашунтирован открытым диодом.Иунтируется при этом транзистор, который не согласован с данной полярностью коммутируемого напряжения,Реализация цифроаналогового преобразователя в виде матричной структуры позволяет повысить быстродействие преобразования цифровой информации в аналоговую, 1524180рядного переключателя, второй выход которого соединен с одноименными выходами остальных и - 1 разрядных переключателей и является шиной ну 5 левого потенциала, первый вывод согласующего резистора соединен с шиной нулевого потенциала, а второй вывод объединен с вторым выводом и-го разрядного резистора и подключен к второму выводу (и - 1)-го резистора связи, первый вывод первого резистора связи является выходом первой п-разрядной резистивной матрицы типа К - 2 К и соединен с входом усилителя постоянного тока, выход которого является выходом первого и-разрядного преобразователя код - напряжение, а также группу иэ ш разрядных переключателей, управляю О щие входы которых являются входной шиной ш-разрядного кода, вторую ш-разрядную резистивную матрицу типа К - 2 К, выполненную аналогично первой, выход второй ш-разрядной ре зистивной матрицы соединен с входом выходного усилителя постояного тока, выход которого является выходной шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены ш - 1 и-разрядных преобразователей код - напряжение, переключатель полярности опорного напряжения и перемножитель знаковых разрядов, первый и второй входы которого являются входными 1шинами знаковых разрядов соответственно и-разрядного и ш-разрядного преобразуемых кодов, выход перемножителя знаковых разрядов через пере ключатель полярности опорного напряжения подключен к информационным входам переключателей группы иэ шраэрядных переключателей, первые выходы которых подключены к шине нулевого потенциала, второй выход 1-го разрядного переключателя группы из ш-разрядных переключателей, где 11, 2, , ш, подключен к информационным входам и-разрядных переключателей группы из и-разрядных переключателей, управляющие входы первого и-разрядного преобразователя код - напряжение объединены с соответствующими управляющими входами остальных (ш - 1) и-разрядных преобразователей код - напряжение, выходы всех и-разрядныхпреобразователей код - напряжение соединены с соответствующими входами второй ш-разрядной реэистивной матрицы типа К - 2 К.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что переключатель полярности опорного напряжения выполнен в виде источника опорного напряжения, четырех ключей и инвертора, выход первого ключа объединен с выходом второго ключа и является выходом переключателя полярности опорного напряжения, вход инвертора объединен с управляющими входами первого и третьего ключей и является входом переключателя полярности опорного напряжения, информационный вход первого ключа объединен с информационным входом четвертого ключа и подключен к выводу положительной полярности источника опорного напряжения, вывод отрицательной полярности которого подключен к информационным входам второго и третьего ключей, выход последнего иэ которых объединен с выходом четвертого ключа и подключен к шине нулевого потенциала, выход инвертора соединен с управляющими входами второго и четвертого ключей.1524180Составитель Н,Капитанов Редактор О,Головач техред М,Ходанич Корректор С.ЧерниЗаказ 7055/57 Тирам 884 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101