Цифроаналоговый преобразователь

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении прецизионных преобразователей инфориз цифровой формы в аналоговую. Цель - повышение точности и упрощение цифроаналогового преобразователя. ЦифроаналогоБый преобразователь содержит входную шину 1, резистивный делитель 2 типа К-2К, выполненный из т-разрядной секции 2 старших разрядов и (N-m)-разрядной секции 2 младших разрядов, разрядные переключатели 3, первую и вторую выходные шины 4,5, компенсирующий ключ 6, шину 7 нулевого потенциала, шину 8 источника питания. Повьшзение точности и уп-, рощение преобразователя достигается за счет оптимального недвоичного взвешивания сопротивлений разрядных переключателей в m старших разрядах.. 1 ил. , с S сл 00 о СП 00 сл со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ЗН 4 Н 03 M 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3850048/24-24 (22) 31.01.85 (46) 23.04.87. Бюл. ¹ 15 (72) Ф.Г.Томашпольский, А.А.Гудзь и С.Л.Судьин (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1035788, кл. Н 03 M 1/66, 1980.

Патент США № 4267550, кл. Н 03 М 1/66, 1981. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении прецизионных преобразователей информации из цифровой формы в аналоговую.

„„Я0„„1305859 А 1

Цель — повышение точности и упрощение цифроаналогового преобразователя.

Цифроаналоговый преобразователь содержит входную шину 1, резистивный делитель 2 типа R-2R выполненный из

m-разрядной секции 2 старших разрядов и (Н-m)-разрядной секции 2 младших разрядов, разрядные переключатели 3, первую и вторую выходные шины

4,5, компенсирующий ключ 6, шину 7 нулевого потенциала, шину 8 источника питания. Повышение точности и уп-, рощение преобразователя достигается за счет оптимального недвоичного взвешивания сопротивлений разрядных переключателей в m старших разрядах..

1 ил.

5859

10 ную погрешность, вносимую ключами, в область разрядов с меньшим весом.

Обеспечение уменьшения д. по дво1 ичному закону соответствует одной из границ рекуррентного соотношения, т.е. оптимальному недвоичному взвешиванию:

R;Ä = (3К, — R,. )/4.

20 Второй границе соответствует двоичное взвешивание сопротивлений ключей в старших разрядах: ;/2 .

Реализация ЦАП с сопротивлениями ключей в m старших разрядах в рамках рекуррентнага соотношения или, например реализация оптимального недвоичного взвешивания в части старших разрядов (в Ю разрядах, т (m) и двоич,30 ного взвешивания в оставшихся m — 2 старших разрядах повышает точность устройства.

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и мажет быть использовано при построении прецизионных преобразователей информации из цифровой формы в аналоговую.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение цифроаналогового преобразователя.

На чертеже приведена функциональная схема цифроаналогового преобразователя (ЦАП).

ЦАП содержит входную шину 1, Nразрядный резистивный делитель 2 типа R-2R, выполненный из m-разрядной секции 21 старших разрядов и (N-m)разрядной секции 2g младших разрядов, разрядные переключатели 3, первую 4 и вторую 5 выходные шины, компенси" рующий кпюч 6, шину 7 нулевого отснциала и шину 8 источника питания.

Устройство работает следующим образом.

Цифровой кад поступает на управляющие входы разрядных переключателей 3, которые в зависимости ат цифрового кода коммутируют информацианI ные выходы резистивного делителя 2 типа R-2R к первой 4 или к второй 5 выходным шинам. На входную шину 1 пас тупает аналоговый сигнал — напряжение которое преобразуется в соответствии с цифровым кодом в аналоговую величину тока, снимаемого по выходным шинам 4 и 5. Сопротивления разрядных переключателей в младших N-тп разрядах выбраны равными между собой и равны сопротивлению компенсирующего ключа R .

При переключении N-m младших разрядов возникают погрешности, обусловленные неравенством сопротивления переключателя i-ro разряда R, и эквивалентного приведенного сопротивления переключателей в разрядах младше i-ro

R, где i = 1,2,..., N-m. Эта погреш9

9 ность и соответственна дифференциальная нелинейность при переходе к каждому i-му разряду пропорциональна разности этих сопротивлений д.и возрастает по двоичному закону па мере увеличения веса разряда да перехода к старшему из разрядов с невэвешенными сопротивлениями. каждому более старшему разряду уменьшения па двоичному закону д., а не .

У величин сопротивлений ключей, т.е. д „= д,/2, для i = (И-ш+1),,N, Это позволяет в рамках определенного диапазона сопротивлений ключей, например

1 К - 2 В увеличить число разрядов са взвешенными сопротивлениями ключей, т.е.

m > k, и тем самым пе ре не с ти максимальВместе с тем недвоичное взвешивание сопротивлений ключей в разрядах

ЦАП позволяет упростить устройство: уменьшить количество элементов и связей, т.е. выполнить ега без дополнительных компенсирующих транзисторов в цепях связи реэистивнога делителя.

Особенно существенным это является для сверхточных преобразователей (N ) 16-18 двоичных 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 в

Повышетч е точности преобразования достигается благодаря выравниванию распределения погрешностей, обусловленных Д, т.е. обеспечением в m

1 старших разрядах ЦАП при переходе к цепях связи реэистивнаго делителя позволяет уменьшить число шин коммутации и число контактных площадок на отдельных интегральных схемах (ИС) при создании сверхточных преобразователей и изготовлении реэистивнога де3 1305859 лителя и аналоговых ключей раздельно, н

Это способствует уМеньшению площади з отдельных ИС, повышению надежности и р технологичности преобразователя. При к создании монолитных ЦАП недвоичное 5 л 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. 10 (3R - R4 )

Л, 4

4 R. «(R

2 111

Составитель В.Першиков

Техред А. Кравчук

Корректор Е,Рошко

Редактор И.Николайчук

Заказ 14б5/55

Тирах 902

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ушгород, ул.Проектная, 4

Формула изобретения

Цифроаналоговый преобразователь, содержащий m-разрядную секцию старших 15 разрядов резистивного делителя типа

R-2R, вход которой является входной шиной, (К-m)-разрядную секцию младших разрядов резистивного делителя типа

R-2R, где N — число разрядов лреобра-20 зуемого кода, выход согласования которой через компенсирующий ключ подключен к шине нулевого потенциала, управляющий вход компенсирующего ключа подключен к шине источника пита- 25 ния, N разрядных переключателей, аналоговые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам секций реэистивного делителя ти- па К-2R, первые выходы разрядных пе- 30 реключателей объединены и являются первой выходной шиной, вторые выходы разрядных переключателей объединеньг и являются второй выходной шиной, управляющие входы разрядных переключа- З5 телей являются соответствующими шинами преобразуемого кода, разрядные переключатели m старших разрядов выпол4 ены взвешенными по сопротивлению, а начения сопротивлений разрядных пееключателей (К-m) младших разрядов, омпенсирующего ключа и разрядного ереключателя младшего иэ m старших азрядов выбраны равными мешду собой, т л и ч а ю шийся тем, что, с елью повышения точности и упрощения реобразователя, выход согласования

-разрядной секции старших разрядов резистивного делителя типа R-2R подключен к входу (N-m)-разрядной секции младших разрядов реэистивного делителя типа R-2R, при этом значения взвешенных сопротивлений разрядных переключателей в ш старших разрядах выбраны в соответствии с рекуррентным соотношением для i (N-ш+1), ..., К, где i — номер разряда преобраэова ния (i N для старшего разряда);

R; - сопротивление разрядного пеУ реключателя в i-м разряде

R — эквивалентное приведенное

1 сопротивление разрядных переключателей в разрядах младше i-го

RÇ - (R +R )/

1+1 1 1 для i 1, ..., N, з где R1 = Кк, R g - сопротивление компенсирующего ключа.