SU1361719A1 - Digital-to-analog converter - Google Patents

Изобретение относитс  к вычислительной технике, предназначено дл  преобразовани  двоичного кода в бипол рное напр жение и может быть использовано дл  св зи цифровых устройств с аналоговыми. Цель изобретени  - упрощение устройства при сохранении диапазона выходного напр жени  и быстродействи . Цифроаналоговьш преобразователь содержит источник 1 опорного напр жени , блок 2 источников разр дных токов, блок 3 переключателей разр дных токов, первый и второй транзисторы 4, 5 п-р-п-типа, элемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6, генератор 7 опорных токов, три источника 8, 9, 10 напр жени , п ть токоограничиваю П / с (Л оэ С5 соThe invention relates to computing, is intended to convert a binary code into a bipolar voltage and can be used to connect digital devices with analogue ones. The purpose of the invention is to simplify the device while maintaining the output voltage range and speed. The digital-to-analog converter contains a source of 1 reference voltage, a block 2 of sources of discharge currents, a block of 3 switches of discharge currents, the first and second transistors 4, 5 pnp-type, the element TURNING MIRROR 6, the generator 7 of reference currents, three sources 8, 9, 10 voltages, five current limits P / s (L oe C5 with

щих элементов 11-15. Элемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 выполнен на трёх транзисторах 16-18 р-п-р-типа и трех резисторах 19-21. Генератор 7 опорных токов вьшолнен на трех транзисторах 22- 24 п-р-п-типа, двух резисторах 25, 26 и потенциометре 27. Увеличение напр жений питани  элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 до ±15 В обеспечивает диа111-15. Element Current MIRROR 6 is made on three transistors 16-18 pp-type and three resistors 19-21. The generator 7 of the reference currents is made on three transistors 22-24 pp-type, two resistors 25, 26 and potentiometer 27. The increase in the supply voltage of the element TURNING MIRROR 6 to ± 15 V provides dia1

Изобретение относитс  к вычислительной технике, предназначено дл  преобразовани  двоичного кода в бипол рное напр жени.е и может быть использовано дл  св зи цифровых устройств с аналоговыми.The invention relates to computing, is intended to convert a binary code into a bipolar voltage. It can be used to connect digital devices with analogue ones.

Цель изобретени  - упрощение устройства -при сохранении диапазона выходного напр жени  и быстродействи .The purpose of the invention is to simplify the device while maintaining the output voltage range and speed.

На чертеже приведена функциональна  схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

Цифроаналоговый преобразователь содержит источник 1 опорного напр жени , блок 2 источников разр дных токов, блок 3 переключателей разр дных токов, первьй и второй транзисторы 4 и 5 п-р-п-типа , элемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6, генератор 7 опорных токов, три источника 8-10 напр жени  п ть токоограничиваюших элементов 11 15,.причем элемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 выпрлнен на трех транзисторах 16-18 р-п-р типа и трех резисторах 19-21, а генератор 7 опорных токов выполйен на трех транзисторах 22-24 п-р-п типа , двух резисторах 25 и 26 и потен- 1щометре 27.The digital-to-analog converter contains a source of 1 reference voltage, a block of 2 sources of discharge currents, a block of 3 switches of discharge currents, the first and second transistors 4 and 5 of a p-p-type, the element TURNING MIRROR 6, a generator of 7 reference currents, three sources 8-10 voltages of the five current-limiting elements 11 15,. Wherein the current MIRROR 6 element is tested on three transistors 16-18 of pnp type and three resistors 19-21, and generator 7 of reference currents is run on three transistors 22-24 pnp type, two resistors 25 and 26 and a potential meter 27.

Преобразователь работает следующи образом.The converter works as follows.

За исходное состо ние удобно прин ть случай, когда на входной шине действует код 100...О, так как устройство преобразует в бипол рно е напр жение смещенный код. При коде 100...О ток первого выхода блока 3 переключателей токов отличаетс  от тока второго вьпсода на эквивалент младшего разр да. Потенциометром 27 обеспечиваетс  балансировка выходных токов генератог а 7 опорных токов такIt is convenient to take the initial state when the 100 ... O code acts on the input bus, since the device converts the biased code into bipolar voltage. With code 100 ... O, the current of the first output of the block 3 of the current switches differs from the current of the second transponder by the equivalent of the lower order bit. Potentiometer 27 provides a balancing of the output currents of the generator and 7 reference currents

пазон выходного напр жени  до +10 В. Врем  установлени  устройства сохран етс  практически неизменным, так как первый и второй транзисторы, а также транзисторы элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 включены по схеме обща  база, что обеспечивает высокое быстродействие . 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.The output voltage range is up to +10 V. The device setup time remains almost unchanged, since the first and second transistors, as well as transistors of the CURRENT MIRROR 6 element, are connected according to the common base scheme, which ensures high speed. 1 hp f-ly, 1 ill., 1 tab.

что коллекторные токи транзисторов 22 и 23 равны между собой, а их сумма равна току транзистора 24. При этом « обеспечиваетс  равенство в исходномthat the collector currents of transistors 22 and 23 are equal to each other, and their sum is equal to the current of transistor 24. At the same time, "equality in the original

о состо нии коллекторных токов транзис- торов 4 и 5. Коэффициент передачи по току элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 при согласованных параметрах транзисторов 16-18 зависит от сопротивлени  резис10 торов 11, 19-21. При равенстве сопротивлени  резистора 21 и 11 коллекторный ток транзистора 18 равен току транзистора 16, так как ток второго транзистора 5 протекает по параллель15 но включенным резисторам 11 и 21. Определенным выбором сопротивлени  резистора 12 устанавливаетс  нулевой уровень на выходной шине устройства при входном коде 100...0.on the state of collector currents of transistors 4 and 5. The current transfer ratio of the element current MIRROR 6 with the agreed parameters of transistors 16-18 depends on the resistance of the resistors 11, 19-21. When the resistance of the resistor 21 and 11 is equal, the collector current of the transistor 18 is equal to the current of the transistor 16, since the current of the second transistor 5 flows through parallel connected resistors 11 and 21. The choice of the resistance of the resistor 12 sets the zero level on the output bus of the device at input code 100 .. .0.

20 Статический режим транзисторов 22 и 23 (соответственно и транзистора 24) устанавливаетс  таким, что транзистор 18 элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 работает в режиме линейного усилени 20 The static mode of the transistors 22 and 23 (respectively, of the transistor 24) is set such that the transistor 18 of the element POWER MIRROR 6 operates in the linear gain mode

при изменении входного кода от нулевого до единичного. При таком режиме транзистора 18 вькодные токи генера- :Тора 7 опорных токов не менее, чем в два раза должны превьш1ать ток старЗС шего разр да преобразуемого кода. Например , при токе старшего разр да 10 мА коллекторные токи транзисторов 22 и 23 составл ют 20-25 мА, а ток транзистора 18 в исходном состо нии when the input code changes from zero to one. In such a mode of the transistor 18, each current-generating: Tora 7 reference currents must be no less than twice the current of the old SSA of the converted code. For example, at a high-order current of 10 mA, the collector currents of transistors 22 and 23 are 20-25 mA, and the current of transistor 18 is in the initial state

35 составит 30-35 мА.35 will be 30-35 mA.

При увеличении преобразуемого кода от значени  100...О и приближении его к значению 111 ... 1 растет ток 40 на первом выходе блока 3 переключателей разр дных токов и уменьшаетс When increasing the converted code from the value 100 ... O and approaching the value 111 ... 1, the current 40 increases at the first output of the block 3 switches of the discharge currents and decreases

на ту же величину ток на втором выходе блока 3 (данные в таблице, составленной дл  восьмиразр дного цифро- аналогового преобразовател ). При указанных изменени х токов на первом и втором выходах блока 3 увеличиваетс  коллекторный ток транзистора 18 элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6, причем увеличению на 4I тока на первом вы- ходе блока 3 соответствует увеличение тока транзистора 18 на .by the same amount, the current at the second output of block 3 (data in the table compiled for an eight-bit digital-to-analog converter). With the indicated changes in the currents at the first and second outputs of the block 3, the collector current of the transistor 18 of the CURRENT MIRROR 6 element increases, and an increase in the current 4I at the first output of the block 3 corresponds to an increase in the current of the transistor 18 by.

При достижении входным кодом единичного значени  111 ... 1 напр жение на выходе устройства достигает верх- ней положительной границы диапазона, при этом ток на первом выходе блока 3 равн етс  сумме токов блока 2 источников разр дных токов, а ток на втором выходе блока 3 равен нулю. When the input code reaches a single value 111 ... 1, the voltage at the device output reaches the upper positive limit of the range, and the current at the first output of block 3 is the sum of the currents of block 2 of the sources of discharge currents, and the current at the second output of block 3 equals zero.

Уменьшение входного кода от значени  1000...О сопровождаетс  уменьшением тока на первом выходе и увеличением тока на втором выходе блока 3 переключателей разр дных токов. При этом уменьшаетс  ток транзистора 18 и напр жение на выходе устройства принимает отрицательное значение. При коде 000...О напр жение на выходе устройства достигает нижней отрица- тельной границы диапазона. Режим транзисторов генератора 7 опорных токов задаетс  резисторами 13-15, 25 и 26, а величины токов блока 2 источников разр дных токов задаютс  ис- точником 1 опорного напр жени .A decrease in the input code from a value of 1000 ... O is accompanied by a decrease in the current at the first output and an increase in the current at the second output of the block 3 switches of the discharge currents. In this case, the current of the transistor 18 decreases and the voltage at the output of the device takes a negative value. With code 000 ... О, the voltage at the output of the device reaches the lower negative limit of the range. The mode of the transistors of the generator 7 of the reference currents is set by resistors 13-15, 25 and 26, and the currents of the block 2 of the sources of discharge currents are set by the source 1 of the reference voltage.

В предлагаемом устройстве, реализованном на микросхемах К 1118ПА1, 125НТ1 и КТС622, при питании элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 от источников +6 -5,2 В и питани  генератора 7 опорных токов от источников -12 В обеспечиваетс  диапазон выходного сигнала устройства +3,5 В. Увеличение напр жени  питани  элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 до +12-15 В обеспечивает диапазон выходного напр жени  +10 В. Врем  установлени  устройства сохран етс  практически неизменным, так как первый и второй транзисторы 4 и 5, а также транзисторы элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 включены по схеме обща  база, что обеспечивает высокое быстродействие устройства.In the proposed device, implemented on chips K 1118PA1, 125HT1 and KTS622, when powered by POWER MIRROR 6 from sources +6 -5.2 V and generator power 7 of reference currents from -12 V sources, the output signal of the device is +3.5 V An increase in the supply voltage of the CURRENT MIRROR 6 to + 12-15 V element provides an output voltage range of +10 V. The device's setup time remains almost unchanged, since the first and second transistors 4 and 5, as well as transistors of the CURRENT MIRROR 6 element are on according to the scheme base that provides a high speed device.