SU1361718A1 - Digital-to-analog converter in remainder class system - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  цифроаналогового преобразовани  кодов системы остаточных классов (СОК). Цель изобретени  - повьпиение быстродействи  преобразовател . Цифроаналоговый преобразователь содержит п преобразователей j код - аналог, где п - число оснований кода СОК, интерферометри- ческие электрооптические модул торы 2, в состав которьк вход т оптические входы 3, оптические волноводы 4, оптические выходы 5, первые и вторые пары модулирующих электродов 6, 7, выходы 8 цифроаналоговьк преобразователей 9, входные шины 10 преобразуемого кода, управл ющие входы 11 преобразователей 1 код - аналог, амплитудный преобразователь 12, источник 13 измен ющегос  напр жени , информационную выходную шину 14, источник с & (Л оо О) 00The invention relates to automation and computing and can be used for digital-to-analog conversion of the residual classes system (SSC) codes. The purpose of the invention is to increase the speed of the converter. The digital-to-analog converter contains n converters j code - analog, where n is the number of bases of the SOC code, interferometric electro-optical modulators 2, which include optical inputs 3, optical waveguides 4, optical outputs 5, first and second pairs of modulating electrodes 6 , 7, outputs 8 of digital-analogue converters 9, input buses 10 of convertible code, control inputs 11 of converters 1 code - analogue, amplitude converter 12, source 13 of variable voltage, information output bus 14, source Full time & (L oo O) 00

Description

15 когерентного оптического излучени , вход 16 порогового устройства 1.7, выходную шину 18 синхронизации. Повышение быстродействи  достигаетс 15 coherent optical radiation, input 16 of the threshold device 1.7, synchronization output bus 18. Increased speed is achieved

1one

Изобретение относитс  к автоматик и вычислительной технике и может быт использовано дл  цифроаналогового преобразовател  кодов системы остаточных классов.The invention relates to automation and computing and can be used for a digital-to-analog converter of the system of residual classes.

Цель изобретени  - повьппение быстродействи  преобразовател .The purpose of the invention is to increase the speed of the converter.

На чертеже приведена функциональна  схема цифроаналогового преобразовател  в системе остаточных классов (ЦАП СОК).The drawing shows a functional diagram of a digital-to-analog converter in the system of residual classes (D / A SOS).

ЦАП СОК содержит п преобразователей 1 код - аналог, в состав каждого из которых вход т интерферрометричес кий электрооптический модул тор 2 с оптическим входом 3, двум  оптическими волноводами 4, оптическим выходом 5, при этом оптические волноводы 4 расположены соответственно между первой и второй парами модулирующих электродов, выводы которых  вл ютс  соответственно первой 6 и второй 7 парой управл ющих входов электрооп-. тического модул тора 2, втора  пара 7 управл ющих входов которого подключена к выходам 8 ЦАП 9, входы которого  вл ютс  цифровьми входами преобразовател  код - аналог и  вл ютс  входными шинами 10 преобразуемого кода , перва  пара 6 управл ющих входов  вл етс  парой 11 управл ющих входов преобразовател  код - аналог и подключена к соответствующей паре выходов амплитудного преобразовател  12, вход которого подключен к выходу источника 13 измен ющегос  напр жени  и  вл етс  информационной выходной ши ной 14, выход источника 15 оптического когерентного излучени  оптически св зан с оптическими входами преобразователей 1 код - аналог, оптические выходы которых оптически св заны с входом 16 порогового устройства 17, выход которого  вл етс  выходной шиной 18 синхронизации.DAC SOK contains n converters 1 code - analog, each of which includes an interferometric electro-optical modulator 2 with an optical input 3, two optical waveguides 4, an optical output 5, and the optical waveguides 4 are located respectively between the first and second pairs of modulating electrodes, the findings of which are respectively the first 6 and second 7 pair of control inputs electroop. modulator 2, the second pair 7 of the control inputs of which is connected to the outputs 8 of the DAC 9, whose inputs are digital inputs of the converter code - analogue and are the input buses 10 of the code to be converted, the first pair 6 of the control inputs are pair 11 of the control converter inputs are analogous and connected to the corresponding output pair of amplitude converter 12, the input of which is connected to the output of source 13 of varying voltage and is information output bus 14, output of source 15 of the optical signal rental radiation optically coupled to the optical input code converters 1 - analog optical outputs are optically coupled to the input 16 of the threshold device 17 whose output is an output bus 18, synchronization.

за смет большой скорости преобразовани  информации в электрооптических модул торах и за счет введенных блоков 12, 13, 17. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.for estimates of high speed of information conversion in electro-optical modulators and at the expense of the introduced blocks 12, 13, 17. 1 Cp f-ly, 1 ill.

ЦАП СОК работает следующим образом .DAC SOK works as follows.

Поступающее на вход 3 каждого электрооптического модул тора оптическоеOptical input to input 3 of each electro-optical modulator

когерентное излучение источника 15 разветвл етс  по двум каналам волноводов 4 - област м с большим показателем преломлени , сформированным в приповерхностном слое электооптичесг -kthe coherent radiation of source 15 is branched into two waveguide channels 4 — areas with a high refractive index formed in the subsurface layer of the electro-optical -k

кого кристалла. Волноводы 4 наход тс  в электрическом поле электродных структур 6 и 7. Вследствие поперечного электрооптичес кого эффекта под действием напр жени , приложенного кwho is crystal The waveguides 4 are in the electric field of the electrode structures 6 and 7. Due to the transverse electro-optical effect under the action of a voltage applied to

каждой из пар электродов, происходит изменение показателей преломпени  в направлении распространени  света и измен етс  фазова  скорость. Сдвиг фаз между каналами волноводов 4 приводит к тому, что при суммировании сигналов интенсивность света на выходе 5 может иметь значени  от нул  до максимума, измен  сь в зависимости от напр жени  на электродах, по периeach of the electrode pairs, the refractive indices change in the direction of light propagation and the phase velocity changes. The phase shift between the channels of the waveguides 4 leads to the fact that when summing the signals, the light intensity at the output 5 can have values from zero to maximum, depending on the voltage across the electrodes,

одическ ому законуto single law

30thirty

1,- I«4 cos2TF(bl . EL|iY.a.l,О1, - I "4 cos2TF (bl. EL | iY.a.l, O

V )7 ч; JV) 7 hours; J

где V j и V jf полуврлновое напр жение (v - напр жение, осуществл ющее изменение фазы на /О, соответственно , первой и второй пар модули35 рующих электродов i-ro электрооптического модул тораi Р: - модуль i-ro разр да кода СОК; V,,- - напр жение с выхода ЦАП i-ro преобразовател  код- аналог, пропорциональное цифровомуwhere V j and V jf is the semi-wave voltage (v is the voltage that causes the phase to change by / O, respectively, of the first and second pairs of modules of the electrodes of the i-ro electro-optical modulator i R: is the i-ro module of the SOC code; V ,, - - voltage output from the D / A converter of the i-ro converter is an analogue of the code proportional to the digital

40 значению ef,- кода СОК tl , (/j , . .., , Vj j - напр жение на соответствующем выходе амплитудного преобразовател ; К 2 - коэффициент передачи амплитудного преобразовател  с входа на 1-й40 value ef, - code SOK tl, (/ j, ...,, Vj j - voltage at the corresponding output of the amplitude converter; K 2 - transfer coefficient of the amplitude converter from the input to the 1st

45 выход.45 exit

Кажда  пара электродов формирует передаточную характеристику модул тора , имеющую вид периодической функции . Пара электродов 6 формирует некоторый фазовый сдвиг, пропорциональный числу d. соответствующего разр да кода СОК. Дл  правильной работы устройства должно вьтолн тьс  соотношениеEach pair of electrodes forms a transfer characteristic of the modulator, having the form of a periodic function. A pair of electrodes 6 forms some phase shift proportional to the number d. the corresponding bit of code JUICE. For the device to work properly, the ratio must be

р.R.

II

4V.4V.

(2)(2)

т.е. количество дискретов младшего значащего разр да ЦАП равно полуволновому напр жению электрооптическогоthose. the number of low-order bits of the DAC is equal to the half-wave voltage of the electro-optical

где V - измен ющеес  напр жение источника 13.where V is the variable voltage source 13.

Этот максимум соответствует напр  жению V,This maximum corresponds to voltage V,

г, пропорциональному числу в модул тора (одному периоду передаточ- коде СОК. В частности, когда (У, О,g, proportional to the number in the modulator (one period of transfer - the code of JUICE. In particular, when (U, O,

ной характеристики) V ij . .На электроды 7 подаетс  измен ющеес , в частности пилообразное, напр жение. Это напр жение осуществл ет развертку во времени передаточной характеристики электрооптического модул тора с учетом начальной фазы, заданной числом У. Поскольку период передаточной характеристики электрооптических модул торов определ етс  как физическими и конструктивными их особенност ми (значени  электрооптических коэффициентов , ориентаци  кристалла, длина и конфигураци  электродов, профиль диффузии канала и т.д.), так и возможным масштабным изменением входного модулируннцего напр жени , требуемое соответствие достигаетс  выполнением услови  (2) дл  электродов 6 (фазирующих ) , и услови characteristics) V ij. . A variable, in particular sawtooth, voltage is applied to the electrodes 7. This voltage sweeps over time the transfer characteristic of an electro-optical modulator, taking into account the initial phase given by the number V. As the transfer characteristic period of electro-optical modulators is defined as their physical and design features (values of electro-optical coefficients, crystal orientation, length and configuration of electrodes , channel diffusion profile, etc.), and a possible large-scale change in the input modulated voltage, the required correspondence is achieved conditions (2) and the electrode 6 (phasing), and the conditions

2020

2525

i 1,2,...п и, соответственно, V, , О, i 1,2, ..., п, складываютс  косинусоидальные функции (выражение (1)). Максимуму интенсивности удовлетвор ет условие Ул 0. Цифровому сигналу ставитс  в соответствие аналоговый с погрешностью ±1/2 МЗР. Это му значению погрешности отвечает условие на интервал срабатыв ани  порогового устройства 17:i 1,2, ... n and, respectively, V,, O, i 1,2, ..., n, add cosine functions (expression (1)). The maximum intensity is satisfied by the condition Ul 0. The digital signal is assigned an analogue signal with an error of ± 1/2 MSR. This th value of error corresponds to the condition for the interval of operation of ani of threshold device 17:

30thirty

(1(1 ЧЦ--- ), V (5) П Р, (1 (1 ЧЦ ---), V (5) П Р,

Irl Irl

максимальна  интенсивностьmaximum intensity

гдеWhere

суммарного оптического сигнала с вы ходов 5 п электрооптических модул торов на входе порогового устройства 17 при одинаковых сигналах на входах 3. Пороговое устройство, при наличииtotal optical signal from the outputs of 5 p electro-optical modulators at the input of the threshold device 17 with the same signals at the inputs 3. The threshold device, if

35 сигнала на входе 16, соответствующег интервалу (5), формирует логический сигнал на выходной шине 18 синхронизации , указывающий на соответствующи напр жени  источника 13 на шине 14The 35 signal at input 16, corresponding to the interval (5), generates a logical signal on the output clock 18 of the synchronization, indicating the corresponding voltage source 13 on the bus 14

K.V K.V

i l.MOKC i l.MOKC

(3)(3)

дл  электродов 7 (развертывающихс ), где К , - коэффициент передачи амплитудного преобразовател  12, преобразующего напр жение источника 13 в напр жение на электродах 7 i-ro электрооптического модул тораj 2,макс максимальное напр жение источника 13, соответствующее верхнему пределу динамического диапазона ЦАП СОК. Согласно условию (3), электрооптический модул тор i-ro преобразовател  код - аналог по развертывающим электродам 7 имеет передаточную характеристику.for electrodes 7 (developable), where K, is the transfer coefficient of the amplitude converter 12, which converts the voltage of source 13 into the voltage on electrodes 7 of the i-ro electro-optical modulator j 2, the maximum maximum voltage of source 13 of the DCC . According to condition (3), the electro-optical modulator of the i-ro converter code is analogous to the scanning electrodes 7 and has a transfer characteristic.

содержащуюcontaining

периодов в диП , v.намическом диапазоне ЦАП СОК. Таким обра зом, условие (3) позвол ет сформировать совокупность передаточных характеристик с взаимно-простыми периодами . Вследствие этого оптическийperiods in diP, v.amic range DAC SOK. Thus, condition (3) makes it possible to form a set of transfer characteristics with mutually simple periods. Due to this optical

сигнал источника 15, одинаково поделенный между п электрооптическими модул торами 2 и просуммированный на входе 16 порогового устройства 17, будет иметь только один максимум в интервале интенсивностейthe source signal 15, equally divided between the n electro-optical modulators 2 and summarized at the input 16 of the threshold device 17, will have only one maximum in the interval of intensities

(V, О,(V, o,

V . К.V. TO.

СП р- - 1)),SP p- - 1)),

(4)(four)

где V - измен ющеес  напр жение источника 13.where V is the variable voltage source 13.

Этот максимум соответствует напр жению V,This maximum corresponds to voltage V,

г, пропорциональному числу в коде СОК. В частности, когда (У, О,g, proportional to the number in the code JUICE. In particular, when (U, O,

i 1,2,...п и, соответственно, V, , О, i 1,2, ..., п, складываютс  косинусоидальные функции (выражение (1)). Максимуму интенсивности удовлетвор ет условие Ул 0. Цифровому сигналу ставитс  в соответствие аналоговый с погрешностью ±1/2 МЗР. Этому значению погрешности отвечает условие на интервал срабатыв ани  порогового устройства 17:i 1,2, ... n and, respectively, V,, O, i 1,2, ..., n, add cosine functions (expression (1)). The maximum intensity is satisfied by the condition Ul 0. The digital signal is assigned an analogue signal with an error of ± 1/2 MSR. This value of the error corresponds to the condition on the interval of ani trigger of the device 17:

00

(1(1 ЧЦ--- ), V (5) П Р, (1 (1 ЧЦ ---), V (5) П Р,

Irl Irl

максимальна  интенсивностьmaximum intensity

гдеWhere

суммарного оптического сигнала с выходов 5 п электрооптических модул торов на входе порогового устройства 17 при одинаковых сигналах на входах 3. Пороговое устройство, при наличииtotal optical signal from the outputs of 5 p electro-optical modulators at the input of the threshold device 17 with the same signals at the inputs 3. The threshold device, if

5 сигнала на входе 16, соответствующего интервалу (5), формирует логический сигнал на выходной шине 18 синхронизации , указывающий на соответствующие напр жени  источника 13 на шине 14The 5 signal at input 16, corresponding to the interval (5), generates a logical signal on the output clock 18 of the synchronization, indicating the corresponding voltage source 13 on the bus 14

0 преобразовател  искомому аналоговому сигналу, соответствующему коду СОК на входах 10 ЦАП СОК. Выходным сигналом предлагаемого устройства может быть как напр жение на шине 14 1ДАП0 converter required analog signal corresponding code SOK on the inputs of the 10 DAC SOK. The output signal of the proposed device can be as the voltage on the bus 14 1ДП

5 СОК при соответствующем сигнале на шине 18, так и временной интервал при монотонном изменении напр жени  источника 13 от нул  до по влени  логи- ческого сигнала на шине 18 ЦАП СОК.5 SOC with the corresponding signal on bus 18, and the time interval with monotonous voltage source 13 from zero to the appearance of a logical signal on bus 18 DAC SOC.

Следует отметить, что в отсутствии напр жений на управл ющих электродах на оптических выходах электрооптических модул торов будет наблюдатьс  максимум интенсивности излучени  согласно выражению (1). При различных погрешност х в технологии изготовлени  электросптических , модул торов (разные длины оптических волноводовIt should be noted that in the absence of voltages at the control electrodes at the optical outputs of the electro-optical modulators, a maximum of the radiation intensity will be observed according to expression (1). With various errors in the technology of manufacturing electro-optical modulators (different lengths of optical waveguides

513617513617

каналов 4, разница в эффективном показателе преломлени  этих каналов и и др.) возможно по вление начального фазового сдвига в передаточной характеристике электрооптических модул торов . Этот фазовый сдвиг может быть устранен различными методами, в частности введением некоторого смещени  нул  в соответствующем ЦДЛ.channels 4, the difference in the effective refractive index of these channels, and others.) the appearance of an initial phase shift in the transfer characteristic of electro-optical modulators is possible. This phase shift can be eliminated by various methods, in particular, by introducing a certain zero offset in the corresponding center.

10ten

Claims (2)

1. Цифроаналоговый преобразователь в системе остаточных классов, содер- жащий п преобразователей код - аналог , где п - число оснований кода системы остаточных классов, цифровые входы которых  вл ютс  входными шинами преобразуемого кода, о т л и ч а- ю щ и и С Я тем, что, с целью повы- - шёни  быстродействи , введены источник измен ющегос  напр жени , амплитудный преобразователь, пороговое устройство, источник оптического ко- герентного излучени , выход которого оптически св зан с оптическими входами соответствующих п преобразователей код - аналог, оптические выходы котоРедактор Е.Папп Заказ 6304/571. A digital-to-analog converter in the system of residual classes, containing n converters, the code is an analogue, where n is the number of bases of the code of the system of residual classes whose digital inputs are input buses of the code to be converted, and I have the fact that, in order to improve performance, we introduced a variable voltage source, an amplitude converter, a threshold device, an optical coherent radiation source, the output of which is optically coupled to the optical inputs of the corresponding n converters. analogue, optical outputs, which is Edited by E. Papp. Order 6304/57 Составитель В.ПершиновCompiled by V. Pershinov Техред И.Попович Корректор М.МаксимишинецTehred I.Popovich Proofreader M.Maksimishinets Тираж 900ПодписноеCirculation 900 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 00 g 0 5 g 0 5 186186 рых оптически св заны с входом порогового устройства, пары управл ющих входов подключены к соответствующим парам выходов амплитудного преобразовател , вход которого подключен к выходу источника измен ющегос  напр жени  и  вл етс  информационной выходной шиной, при этом выход порогового устройства  вл етс  выходной шиной синхронизации.optically connected to the input of the threshold device, the pair of control inputs are connected to the corresponding output pairs of the amplitude converter, the input of which is connected to the output of the variable voltage source and is an information output bus, while the output of the threshold device is a synchronization output bus. 2. Преобразователь по п,1, о т - ли чающийс  тем, что каждый преобразователь код - аналог выполнен на цифроаналоговом преобразователе и интерферометрическом электрооптичес- ком модул торе, оптический вход которого  вл етс  оптическим входом преобразовател  код - аналог, оптический выход  вл етс  оптическим выходом преобразовател  код - аналог, перва  пара управл ющих входов  вл -. етс  парой управл ющих входов преобразовател  код - аналог, втора  пара управл ющих входов подключена к соответствующей паре выходов цифроанало- говрго преобразовател , входы которого  вл ютс  цифровьми входами преобразовател  код - аналог.2. The transducer of claim 1, 1, is the fact that each transducer code is an analogue performed on a digital-to-analogue converter and an interferometric electro-optical modulator, whose optical input is the optical input of the code-analogue converter, the optical output is optical the output of the converter is an analogue, the first pair of control inputs of the ow -. A pair of control inputs of the converter is an analogue code, the second pair of control inputs is connected to the corresponding pair of outputs of a digital-analog converter, the inputs of which are digital inputs of the converter, an analogue code.