SU1084983A1 - Dioital-to-analog converter with current switching - Google Patents

Abstract

ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С КОММУТАЦИЕЙ ТОКА, содержащий блок активных источников разр дных токов, первый вход которого подключен к шине источника питани  и первому выходу источника опорного напр жени . второйвход - к второму выходу источника опорного напр жени , п выходов соответственно к п аналоговым входам блока коммутатора разр дных токов, п цифровых входов которого подключены соответственно к шинам преобразуемого кода, первый аналоговый выход к первому выходу источника напр жени  смещени , второй выход которого подключен к общей шине, первый резистор , первый вывод которого подключен к общей шине, а второй вывод - к выходной шине преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  быстродейст ви , в него введены управл емый источник тока, опорный злемент, вто (Л рой резистор, первый вывод которого подключен к общей шине, второй вывод - к второму аналоговому выходу блока коммутатора разр дных токов и первому выводу опорного элемента, второй вывод которого подключен к первому входу управл емого источни00 4 СО ка тока, второй вход которого подключен к шине источнике питани , а выход - к выходной шине преобразова00 тел  . соA DIGITAL ANALOG TRANSMITTER WITH A CURRENT SWITCH containing a block of active sources of discharge currents, the first input of which is connected to the power supply bus and the first output of the reference voltage source. the second input - to the second output of the voltage source, p outputs respectively to n analog inputs of the switch unit of discharge currents, n digital inputs of which are connected respectively to the buses of the code being converted, the first analog output to the first output of the bias voltage source, the second output of which is connected to common bus, the first resistor, the first pin of which is connected to the common bus, and the second pin to the output bus of the converter, characterized in that, in order to increase speed, control current source, reference element, second (L oi resistor, the first output of which is connected to the common bus, the second output - to the second analog output of the discharge current switch block and the first output of the support element, the second output of which is connected to the first input of the controlled source 4 This is the current, the second input of which is connected to the power supply bus, and the output to the output bus is transformed from 100 tel.

Description

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике, а именно к устройствам преобразовани  данных,и может быть использовано в телевизионных системах электронного синтеза изображений с помощью электронных вычислительных машин, в след щих системах, в автоматизированных системах управлени ,The invention relates to information-measuring technology, namely, data conversion devices, and can be used in television systems for electronic image synthesis using electronic computers, in tracking systems, in automated control systems,

Известен цифроаналоговьй преобразователь параллельного действи  с коммутацией тока, содержащий источник опорного напр жени , набор переключателей разр дных токов, набор двоично-взвешенных прецизионных резисторов и операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной св зи, преобразующий выходной ток в напр жение. Принцип действи  цифроаналогового преобразовател  основан на суммировании эталонных токов 1, 12, ... I,,, соответствующих весам двоичных разр дов Cl.A current-switched parallel-analog digital-to-analog converter is known, comprising a reference voltage source, a set of discharge current switches, a set of binary-weighted precision resistors, and an operational amplifier with a negative-feedback resistor that converts the output current into a voltage. The principle of operation of the digital-analog converter is based on the summation of the reference currents 1, 12, ... I ,,, corresponding to the weights of binary bits Cl.

Недостатком этого цифроаналогового преобразовател   вл етс  низкое быстродействие. Врем  установлени  выходного сигнала с заданной точностью в таких преобразовател х зависит в основном от динамических и частотных свойств операционного усииител , охваченного отрицательной обрат юй св зью, которьй преобразует ток в напр жение.The disadvantage of this digital-to-analog converter is low speed. The time required to establish the output signal with a given accuracy in such converters depends mainly on the dynamic and frequency properties of the operating voltage covered by the negative feedback, which converts the current into a voltage.

Известен также цифроаналоговый преобразователь, где преобразование тока в напр жение выполн етс  на резистивной матрице типа R-2R при равных разр дных токах, содержащий источник опорного напр жени , набор переключателей равных токов, набор источников равных разр днь токов , резистивную матрицу типа R-2 и источник напр жени  смещени . Прицип действи  этого цифроаналогового преобразовател  основан на алгебраическом суммировании равных разр дных токов резистивной матрицей типа R-2R с одновременным преобразованием тока в напр жение, пропорциональное двоичному коду 2.A digital-to-analog converter is also known, where current-voltage conversion is performed on an R-2R resistive matrix at equal discharge currents, containing a reference voltage source, a set of equal current switches, a set of equal current source sources, a resistive matrix of R-2 type and a source of bias voltage. The principle of operation of this digital-analogue converter is based on the algebraic summation of equal discharge currents by a resistive matrix of the type R-2R with simultaneous conversion of current into a voltage proportional to the binary code 2.

Недостатком цифроаналогового преобразовател  на резистивной матрице типа R-2R при равных разр дных тока  вл етс  также низкое быстродействи Объ сн етс  это тем, что ток, протекающий в резисторах резистивной матрицы, измен етс  в зависимости от двоичного кода и по значению иThe disadvantage of a digital-to-analog converter on an R-2R resistive matrix with equal bit currents is also low speed. This is because the current flowing in the resistors of the resistive matrix varies depending on the binary code and on the value and

по направлению, поэтому необходимо дополнительное врем  на перезар д паразитных емкостей резистивной матрицы . Кроме того, резистивна  матрица типа R-2R имеет в два раза больше резисторов, чем матрица с весовыми резисторами и паразитные емкости в ней имеют большее значение. Наиболее близким к предлагаемомуin the direction, therefore, additional time is needed for recharging the parasitic capacitances of the resistive matrix. In addition, a resistive matrix of the type R-2R has two times more resistors than a matrix with weighting resistors and parasitic capacitances in it have a greater value. Closest to the proposed

по технической сущности  вл етс  Iцифроаналоговьй преобразователь с коммутацией тока, содержащий блок активных источников разр дных токов, первый вход которого подключен кthe technical entity is a current-switched digital-to-analog converter containing a block of active sources of discharge currents, the first input of which is connected to

шине источника питани  и первомуpower supply bus and first

выходу источника опорного напр жени , второй вход - к второму выходу источника опорного напр жени , п выходов соответственно к л аналоговым входамthe output of the source of the reference voltage, the second input to the second output of the source of the reference voltage, n outputs, respectively, to l analog inputs

блока коммутатора разр дных токов, п цифровых входов которого подключены соответственно к щинам преобразуемого кода, первый аналоговьй выход к первому выходу источника напр жени the switch unit of the discharge currents, n digital inputs of which are connected respectively to the voltage of the converted code, the first analog output to the first output of the voltage source

смещени , второй выход которого подключен к общей щине, первый резистор, первьй вывод которого подключен к общей шине, а второй вывод - к выходной шине преобразовател  З J.offset, the second output of which is connected to the common bus, the first resistor, the first output of which is connected to the common bus, and the second output - to the output bus of the converter J. J.

Недостатком известного устройства  вл етс  ограничение быстродействи  вследствие вли ни  паразитньпс емкостей блока коммутатора разр дных токов , приведенных к точке преобразовани  суммарного тока в напр жение.A disadvantage of the known device is the limitation of speed due to the influence of the parasite capacitances of the switch unit of the discharge currents brought to the point of conversion of the total current into voltage.

Цель изобретени  - повьшгение быстродействи .The purpose of the invention is to increase the speed.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в цифроаналоговый преобразователь с коммутацией тока, содержащий блок активных источников разр дных токов, первый вход которого подключен к шине источника питани  и первому выходу источника опорного напр жени , второй вход - к второму выходу источника опорного напр жени , п выходов соответственно к п аналоговым входам блока коммутатора разр дных токов, п цифровых входов которого подключены соответственно к шинам преобразуемого кода, первый аналоговый выход к первому выходу источника напр жени  смещени , второй выход которого подключен к общей шине, первый резистор , первый вывод которого подключен к общей щине, а второй выводк выходной шине преобразовател , введены управл емый источник тока. опорный элемент, второй резистор, первый вывод которого подключен к общей шине, второй вывод - к второму аналоговому выходу блока коммутатора разр дных токов и первому выводу опорного элемента, второй вьгеод которого подключен к первому входу управл емого источника тока, второй вход которого подключен к шине источника питани , а выход к выходной шине преобразовател . На чертеже изображена блок-схема предлагаемого цифроаиалогового преобразовател  с коммутадией тока. Преобразователь содержит блок 1 активных источников разр дных токов, первый вход которого подключен к ши не источника питани  и первому выходу источника 2 опорного напр жени второй вход - к второму выходу исто ника 2 опорного напр жени , п выходов - соответственно к п аналоговым входам блока 3 коммутатора разр дны токов, п дифровых входов которого подключены соответственно к шинам 4 преобразуемого кода, первьй аналого вый выход - к первому выходу источника 5 напр жени  смещени , второй выход которого подключен к общей шине, первый резистор 6, первый вывод которого подключен к общей шине а второй вывод - к выходной шине 7 преобразовател  и к выходу управл е мого источника 8 тока, второй вход которого подключен к шине источника питани , а первый вход - к второму выводу опорного элемента 9, первый вывод которого подключен к второму аналоговому выходу блока 3 коммутатора разр дных токов и к второму выводу второго резистора 10, первый вывод которого подключен к общей ши не. Преобразователь работает следующим образом. Каждый i-й двоичный разр д а, поступающий по шинам 4 на соответст 34 вующий i-й цифровой вход блока 3, управл ет подключением или отключением i-ro разр дного тока на втором аналоговом выходе блока 3. Так как потенциал на втором аналоговом выхо де блока 3 поддерживаетс  посто нным , благодар  цепи, состо щей из второго резистора 10, опорного элемента 9 и управл емого источника 8 тока, соотношением между суммарным поступающим со второго аналогового выхода блока 3, входным током Igj управл емого источника 8 тока и током , протекающим через второй резистор 10, вьфажаетс  формулой I R2 1ирт + 1ед const. Из формулы (1) видно, что любое изменение суммарного тока вызывает такое же изменение входного тока 1 управл емого источника 8 тока, выходной ток Iцых которого пропорционален входному. Преобразование выходного тока в напр жение осуществл етс  первым резистором 6, напр жение с которого подаетс  на выходную шину 7 преобразовател . За счет стабилизации потенциала на втором аналоговом выходе блока 3 удаетс  значительно ослабить вли ние паразитной емкости, приведенной к этому выходу блока 3, на врем  установлени  выходного сигнала с заданной точностью. Технико-экономический эффект при использовании изобретени  заключаетс  в повышении быстродействи  преобразовател , что обеспечиваетс  ввеением управл емого источника тока, опорного элемента и второго резисора дл  стабилизации потенциала на тором аналоговом выходе блока коммуатора разр дных токов.This goal is achieved by the fact that a current-switched digital-to-analog converter containing a block of active sources of discharge currents, the first input of which is connected to the power supply bus and the first output of the reference voltage source, the second input to the second output of the reference voltage source, n outputs respectively, to n analog inputs of a switch unit of discharge currents, n digital inputs of which are connected respectively to buses of the converted code, the first analog output to the first output of a voltage source the bias, the second output of which is connected to the common bus, the first resistor, the first output of which is connected to the common bus, and the second pin of the output bus of the converter, is introduced a controlled current source. the reference element, the second resistor, the first output of which is connected to the common bus, the second output - to the second analog output of the switch unit of the discharge currents and the first output of the support element, the second of which is connected to the first input of the controlled current source, the second input of which is connected to the bus power supply and output to the output bus converter. The drawing shows a block diagram of the proposed digital-analog converter with current commutation. The converter contains block 1 of active sources of discharge currents, the first input of which is connected to the bus of a non-power source and the first output of the source 2 of the reference voltage, the second input - to the second output of the source 2 of the reference voltage, n outputs - respectively, to n analog inputs of the block 3 the switch of the current discharge, the ndifferential inputs of which are connected respectively to the buses 4 of the code being converted, the first analog output to the first output of the source 5 of the bias voltage, the second output of which is connected to the common bus, the first resistor 6, the first output of which is connected to the common bus and the second output to the output bus 7 of the converter and to the output of the controlled current source 8, the second input of which is connected to the power supply bus, and the first input to the second output of the support element 9, the first output which is connected to the second analog output of the block 3 of the switch of discharge currents and to the second output of the second resistor 10, the first output of which is connected to the common bus. The Converter operates as follows. Each i-th binary bit, supplied via buses 4 to the corresponding i-th digital input of block 3, controls the connection or disconnection of the i-th discharge current at the second analog output of block 3. Since the potential at the second analog output The unit 3 is kept constant, due to the circuit consisting of the second resistor 10, the support element 9 and the controlled current source 8, the ratio between the total input from the second analog output of the unit 3, the input current Igj of the controlled current source 8 and the current flowing through the second resist op 10, is expressed by the formula I R2 1irt + 1 unit const. From formula (1) it can be seen that any change in the total current causes the same change in the input current 1 of the controlled current source 8, the output current of which is proportional to the input current. The output current is converted into voltage by the first resistor 6, the voltage from which is supplied to the output bus 7 of the converter. By stabilizing the potential at the second analog output of block 3, it is possible to significantly weaken the effect of the parasitic capacitance, brought to this output of block 3, at the time of setting the output signal with a given accuracy. The technical and economic effect of using the invention is to increase the speed of the converter, which is ensured by introducing a controlled current source, a support element and a second resisor to stabilize the potential on a torus analog output of a discharge current switch unit.

Claims (1)

ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С КОММУТАЦИЕЙ ТОКА, содержащий блок активных источников разрядных токов,первый вход которого подключен к шине источника питания и первому выходу источника опорного напряжения, второй'вход - к второму выходу источника опорного напряжения, η выходов соответственно к η аналоговым входам блока коммутатора разрядных токов, η цифровых входов которого подключены соответственно к шинам преобразуемого кода, первый аналоговый выход к первому выходу источника напряжения смещения, второй выход которого подключен к общей шине, первый резистор, первый вывод которого подключен к общей шине, а второй вывод - к выходной шине преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены управляемый источник тока, опорный элемент, второй резистор, первый вывод которого подключен' к общей шине, второй вывод - к второму аналоговому выходу блока коммутатора разрядных токов и первому выводу опорного элемента, второй вывод которого подключен к первому входу управляемого источника тока, второй вход которого подключен к шине источнике питания, а выход - к выходной шине преобразователя .A DIGITAL ANALOG TRANSMITTER WITH CURRENT COMMUNICATION, comprising a block of active sources of discharge currents, the first input of which is connected to the bus of the power source and the first output of the reference voltage source, the second input is to the second output of the reference voltage source, η outputs respectively to η analog inputs of the discharge current switch unit , η of the digital inputs of which are connected respectively to the buses of the code to be converted, the first analog output to the first output of the bias voltage source, the second output of which is connected to the common bus, the first resistor, the first output of which is connected to the common bus, and the second output to the output bus of the converter, characterized in that, in order to improve performance, a controlled current source, a reference element, a second resistor, the first output of which connected 'to the common bus, the second output to the second analog output of the discharge current switch unit and the first output of the supporting element, the second output of which is connected to the first input of the controlled current source, the second input of which is connected to the source bus power, and the output is to the output bus of the converter. esefsor ^,_nsesefsor ^{, _} ns