CH646823A5 - Method of converting a digital value into an analog value, and digital-analog converter to implement the method - Google Patents

Method of converting a digital value into an analog value, and digital-analog converter to implement the method Download PDF

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CH646823A5
CH646823A5 CH786679A CH786679A CH646823A5 CH 646823 A5 CH646823 A5 CH 646823A5 CH 786679 A CH786679 A CH 786679A CH 786679 A CH786679 A CH 786679A CH 646823 A5 CH646823 A5 CH 646823A5
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CH
Switzerland
Prior art keywords
counter
value
memory
bit outputs
comparator
Prior art date
Application number
CH786679A
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German (de)
Inventor
Helmut Foernsel
Original Assignee
Siemens Ag
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/82Digital/analogue converters with intermediate conversion to time interval

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Umwandlung eines Digitalwertes in einen Analogwert, bei dem der in einem Zahlenspeicher enthaltene Digitalwert fortwährend mit dem Inhalt eines von einer Zählimpulsfolge beaufschlagten Zählers verglichen wird und die von einem Anfangszustand des Zählers bis zum Gleichwerden der beiden Zahlenwerte ablaufende Zeit das Tastverhältnis eines Impulssignales bestimmt und bei dem zur Erhöhung der Frequenz des Impulssignales mindestens eine Gruppe von Bitausgängen des Zählers mit stellenwertmässig nicht entsprechenden Bitausgängen des Speichers verglichen werden, sowie auf einen Digital-Analog-Umsetzer zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for converting a digital value into an analog value, in which the digital value contained in a number memory is continuously compared with the content of a counter loaded by a counting pulse sequence and the time elapsing from an initial state of the counter until the two numerical values become equal determines the pulse duty factor of a pulse signal and in which, in order to increase the frequency of the pulse signal, at least one group of bit outputs of the counter is compared with bit outputs of the memory which do not correspond in terms of value, and on a digital-to-analog converter for carrying out the method.

Digital-Analog-Umsetzer sind in dem Aufsatz «MOS-integrierbare Digital-Analog-Wandler» in der Zeitschrift «Funk-Technik», 30. Jahrgang, Nr. 7/1975, Seiten 180 bis 184, beschrieben. Eine der im Aufsatz angegebenen Pulsbrei-tenmodulationsschaltungen weist einen Digitalwertspeicher, einen Zähler und einen von Bitausgängen der vorgenannten Einheiten beaufschlagten Vergleicher auf. Der Zähler wird von der Ausgangsimpulsfolge eines Oszillators ständig durchgezählt. Sein momentaner Stand liegt an dem einen Eingang A des Vergleichers. Am anderen Eingang B des Vergleichers sind die Bitausgänge des Speichers angeschlossen, der den umzusetzenden Digitalwert enthält. Der Vergleicher ist so eingerichtet, dass er bei A<B ein Rechtecksignal liefert. Die Impulsbreite dieses Signals ist dem Digitalwert am Eingang B des Vergleichers proportional. Es kann auf eine Referenzspannung bezogen und über einen Tiefpass gemittelt werden. Die Impulsfolgefrequenz des Oszillators, geteilt durch den Zählbereich des Zählers, ergibt die Grundwelle, für die der Tiefpass ausgelegt sein muss. Digital-to-analog converters are described in the article “MOS-integrable digital-to-analog converters” in the magazine “Funk-Technik”, 30th year, No. 7/1975, pages 180 to 184. One of the pulse width modulation circuits specified in the article has a digital value memory, a counter and a comparator loaded with bit outputs of the aforementioned units. The counter is continuously counted by the output pulse train of an oscillator. Its current status is at one input A of the comparator. The bit outputs of the memory, which contains the digital value to be converted, are connected to the other input B of the comparator. The comparator is set up in such a way that it supplies a square-wave signal when A <B. The pulse width of this signal is proportional to the digital value at input B of the comparator. It can refer to a reference voltage and be averaged over a low pass. The pulse repetition frequency of the oscillator, divided by the counting range of the counter, gives the fundamental wave for which the low-pass filter must be designed.

Eine andere im Aufsatz beschriebene Schaltung weist ebenfalls Zähler, Speicher und Vergleicher auf. Jedoch sind hierbei alle Bitausgänge des Zählers mit den entsprechenden Eingängen des Vergleichers über Kreuz verbunden, derart, dass das Bit geringster Wertigkeit des Zählers am Bit grösster Wertigkeit des Vergleichers und umgekehrt liegt. Diese Schaltung arbeitet nach dem im Aufsatz sogenannten stochasti-schen Verfahren. Am Ausgang des Vergleichers liegt kein Signal mit einheitlicher Frequenz an. Die durchschnittliche Ausgangssignalfrequenz ist höher als bei der vorstehend geschilderten Schaltung, so dass eine schnellere Umsetzung erreicht werden und am Aufwand für den Tiefpass gespart werden kann. Auf Seite 181', in der rechten Spalte unten, und Seite 182, linke Spalte oben, sind jedoch auch Nachteile des stochastischen Verfahrens aufgeführt. Another circuit described in the article also has counters, memories and comparators. However, all bit outputs of the counter are cross-connected to the corresponding inputs of the comparator in such a way that the least significant bit of the counter is located on the most significant bit of the comparator and vice versa. This circuit works according to the so-called stochastic method in the article. There is no signal with a uniform frequency at the output of the comparator. The average output signal frequency is higher than in the circuit described above, so that a faster conversion can be achieved and the effort for the low pass can be saved. On page 181 ', in the right column below, and page 182, left column above, disadvantages of the stochastic method are also listed.

Der deutschen Auslegeschrift 23 17 851 ist das eingangs beschriebene Verfahren zu entnehmen. In der Auslegeschrift ist in der vierten Spalte, Zeilen 50 bis 56, erwähnt, dass der angestrebte Effekt der Frequenzerhöhung des Ausgangssignales des Wandlers nicht unabhängig von der Grösse des umzuwandelnden Digitalwertes ist. In der Mitte des Umwandlungsbereiches ist der Frequenzerhöhungsfaktor am grössten. Zu den beiden Randbereichen hin fällt er linear bis zum Wert 1 ab. The German method of writing 23 17 851 shows the procedure described in the introduction. In the fourth column, lines 50 to 56, the design specification mentions that the desired effect of increasing the frequency of the output signal of the converter is not independent of the size of the digital value to be converted. The frequency increase factor is greatest in the middle of the conversion range. Towards the two edge areas it drops linearly down to the value 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art derart abzuwandeln, dass der The invention has for its object to modify a method of the type described in such a way that the

2 2nd

5 5

do

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

646 823 646 823

Frequenzerhöhungsfaktor nicht von einem Höchstwert nach beiden Randbereichen hin abfällt, sondern bis zu den Grenzen des Bereiches gleich gross bleibt. Frequency increase factor does not drop from a maximum value to both edge areas, but remains the same up to the limits of the area.

Gemäss der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass alle Bitausgänge des Zählers gegenüber damit zu vergleichenden Bitausgängen des Speichers in Richtung speichersei-tig zunehmenden Stellenwertes um eine vorgegebene Anzahl Bits verschoben sind, wobei Bitausgängen des Zählers an dessen Ende höchsten Stellenwertes Bitausgänge des Speichers an dessen Ende niedrigsten Stellenwertes in der vorgegebenen Anzahl gegenüberstehen, und dass den auf die Bits niedrigsten Stellenwertes des Speichers folgenden Bits jeweils ein Inkrement hinzugefügt wird, solange der an den Bitausgängen niedrigsten Stellenwertes des Speichers anstehende Zahlenwert den mit ihm verglichenen momentanen Inhalt der Bits höchsten Stellenwertes des Zählers übertrifft. According to the invention, this goal is achieved in that all the bit outputs of the counter are shifted by a predetermined number of bits in relation to the bit outputs of the memory to be compared in the direction of the position value increasing on the memory side, with bit outputs of the counter at the end having the highest value bit outputs of the memory at its end The lowest number of positions in the specified number, and that an increment is added to the bits following the bits with the lowest position value in the memory, as long as the number value at the bit outputs with the lowest position value in the memory compares the current content of the bits with the highest position value of the counter compared with it surpasses.

Der mit der Erfindung gegenüber dem aus der Auslegeschrift entnehmbaren Verfahren erzielte Vorteil ist darin zu sehen, dass das Ausgangssignal eine von der Grösse des umzuwandelnden Digitalwertes unabhängige Frequenz aufweist. Dadurch kann die Anzahl der Schaltspiele, die notwendig sind, um ein Bit des Digitalwertes abzubilden, übersehen werden. Der Temperatureinfluss der Schaltflanken auf die Genauigkeit der Umsetzung ist abzuschätzen und deshalb kompensierbar. The advantage achieved by the invention compared to the method that can be derived from the interpretation is that the output signal has a frequency that is independent of the size of the digital value to be converted. As a result, the number of switching cycles that are necessary to map a bit of the digital value can be overlooked. The temperature influence of the switching edges on the accuracy of the implementation can be estimated and therefore compensated.

Ein Digital-Analog-Umsetzer zur Durchführung des Verfahrens ist zweckmässig derart eingerichtet, dass die Bitausgänge niedrigsten Stellenwertes des Speichers und die Bitausgänge höchsten Stellenwertes des Zählers an Vergleichseingänge eines digitalen Zahlenvergleichers angeschlossen sind und ein Entscheidungsausgang für die Entscheidung «Zählerwert kleiner als Speicherwert» des Vergleichers mit einem Übertragseingang eines Addierers verbunden ist, dessen erste Summandenbiteingänge an den Bitausgängen höheren Stellenwertes des Speichers und dessen zweite Summandenbiteingänge auf Nullpotential liegen und dass die Summenbitaus-gänge des Addierers an Biteingänge eines Rückwärtszählers angeschlossen sind, dessen Setzsignaleingang mit dem Übertragsausgang der den Bits höchsten Stellenwertes vorausgehenden Bits des Zählers verbunden ist und dessen Zähleingang über ein UND-Gatter an dem gleichen Zählimpulsgenerator liegt, dessen Zählimpulse auch den Zähler beaufschlagen, wobei ein zweiter Eingang des UND-Gatters über einen Inverter mit dem Übertragsausgang des Rückwärtszählers verbunden ist, an dem auch das impulsbreitenmodulierte Ausgangssignal des Digital-Analog-Umsetzers anfällt. A digital-to-analog converter for carrying out the method is expediently set up in such a way that the bit outputs with the lowest position value of the memory and the bit outputs with the highest position value of the counter are connected to comparison inputs of a digital number comparator and a decision output for the decision “counter value less than storage value” of the comparator is connected to a carry input of an adder, the first summand bit inputs of which are at the bit outputs of higher importance of the memory and whose second additive bit inputs are at zero potential and that the sum bit outputs of the adder are connected to bit inputs of a down counter, whose set signal input is connected to the carry output of the bits with the highest significance preceding bits of the counter is connected and its count input is connected to the same count pulse generator via an AND gate, the count pulses of which also act on the counter, a second input ang of the AND gate is connected via an inverter to the carry output of the down counter, at which the pulse-width modulated output signal of the digital-to-analog converter is also obtained.

Ein anderer Digital-Analog-Umsetzer, der ebenfalls zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist und der einen Vergleicher aufweist, an dessen Vergleichsbiteingängen Bitausgänge eines Speichers für einen umzusetzenden Digitalwert einerseits sowie Bitausgänge eines von der Impulsfolge eines Zählimpulsgenerators beaufschlagten Zählers andererseits angeschlossen sind, wobei die Gruppen von Bitausgängen des Zählers zyklisch verschoben mit stellenwertmässig nicht entsprechenden Bitausgängen des Speichers über den Vergleicher miteinander korrespondieren und an dessen Ausgang ein impulsbreitenmoduliertes Signal abnehmbar ist, ist zweckmässig so eingerichtet, dass der Ausgang des Zählimpulsgenerators an den Zähleingang der auf die Bits geringster Wertigkeit folgenden Bits des Zählers und der Zähleingang der Bits geringster Wertigkeit an den Übertragsausgang der auf die Bits geringster Wertigkeit folgenden Bits angeschlossen ist und dass ein bei einem kleineren Zählerstand als dem jeweiligen Speicherinhalt signalführender Ausgang der Bits geringster Wertigkeit des Vergleichers mit einem ursprünglich für ein einen dem jeweiligen Speicherinhalt gleichen Zählerstand der Bits geringster Wertigkeit des Vergleichers kennzeichnendes Signal vorgesehenen Eingang der folgenden Bits des Vergleichers verbunden ist und dass der Vergleicher ein Ausgangssignal bei einem gegenüber dem jeweiligen Speicherinhalt kleineren oder gleichen Zählerstand liefert. Another digital-to-analog converter, which is also suitable for practicing the method according to the invention and which has a comparator, to whose comparison bit inputs bit outputs of a memory for a digital value to be converted on the one hand and bit outputs of a counter acted upon by the pulse train of a count pulse generator are connected on the other hand, whereby the groups of bit outputs of the counter are cyclically shifted with bit outputs of the memory which do not correspond in terms of position, and correspond to one another via the comparator and at the output of which a pulse-width-modulated signal can be taken off, is expediently set up in such a way that the output of the count pulse generator to the count input of the least significant bits following bits of the counter and the counting input of the least significant bits are connected to the carry output of the bits following the least significant bits and that a at a smaller count than that The respective memory content of the output of the least significant bits of the comparator which carries the signal is connected to an input of the following bits of the comparator originally provided for a signal which identifies a counter reading of the least significant bits of the comparator and the comparator has an output signal for a signal compared to the respective memory content delivers smaller or the same counter reading.

Speicher und Zähler können rein binär oder nach einem gemischten System organisiert sein. Mit einem dekadischen System lassen sich Potenzen von 10 als Faktoren für die Erhöhung der Frequenz des Ausgangssignals erzielen. Die Wahl der Faktoren richtet sich vorteilhaft nach dem Frequenzgang des zur Verfügung stehenden Tiefpasses. Storage and counters can be organized in binary form or in a mixed system. With a decadal system, powers of 10 can be achieved as factors for increasing the frequency of the output signal. The choice of factors is advantageously based on the frequency response of the available low pass.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung mit vier Figuren erläutert. The invention is explained below with reference to a drawing with four figures.

Die Figur 1 stellt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles eines Digital-Analog-Wandlers zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dar. FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a digital-to-analog converter for practicing the method according to the invention.

Die Figur 2 zeigt ebenfalls ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Digital-Analog-Wandlers zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung. FIG. 2 also shows a block diagram of a second exemplary embodiment of a digital-to-analog converter for carrying out the method according to the invention.

In Figur 3 ist in Tabellenform die Abhängigkeit des Ausgangssignals des Vergleichers des Digital-Analog-Wandlers nach Figur 2 von den verglichenen Eingangsgrössen, nämlich Zählerstand und jeweiliger Speicherinhalt, dargestellt. FIG. 3 shows in table form the dependency of the output signal of the comparator of the digital-to-analog converter according to FIG. 2 on the compared input variables, namely the counter reading and the respective memory content.

Figur 4 zeigt das Ausgangssignal des Vergleichers des Digital-Analog-Wandlers nach Figur 2 in Impulsform bei einem bestimmten Speicherinhalt. FIG. 4 shows the output signal of the comparator of the digital-to-analog converter according to FIG. 2 in pulse form with a specific memory content.

In Figur 1 sind drei Dekaden eines Zählers Z zu erkennen, dem drei Dekaden eines Speichers Sp gegenüberstehen. Der Zähleingang der Dekade geringsten Stellenwertes des Zählers Z ist mit dem Ausgang eines Zählimpulsgenerators TG verbunden. Übertragsausgänge der jeweils vorhergehenden Dekade sind mit Zähleingängen der jeweils nachfolgenden Dekaden verbunden. Bitausgänge der Dekade höchsten Stellenwertes des Zählers Z sind an Vergleichseingänge A eines Vergleichers HK angeschlossen. Korrespondierende Biteingänge B des Vergleichers HK stehen mit Bitausgängen der Dekade geringsten Stellenwertes des Speichers Sp in Verbindung. Bitausgänge der auf die Dekade geringsten Stellenwertes des Speichers Sp folgenden Dekaden sind mit Eingängen C von Addierern Addi und Add2 verbunden, die ebenfalls dekadenweise angeordnet sind. Summationseingänge D der Addierer liegen an Nullpotential. Summenbitausgänge I der Addierer Addi und Add2 sind an Biteingänge zweier entsprechender Dekaden eines Rückwärtszählers RZ angeschlossen. Ein Übertragseingang des Addierers Addi ist an einen Entscheidungsausgang des Vergleichers HK angeschlossen, der ein Signal abgibt, wenn der in der Dekade höchsten Stellenwertes des Zählers Z aufgelaufene Zahlenwert kleiner ist als der in der Dekade geringsten Stellenwertes des Speichers Sp anstehende Zahlenwert. Ein Übertragsausgang eines Addierers Addi ist mit einem Übertragseingang des Addierers Add2 verbunden. Ein Zähleingang des Rückwärtszählers RZ steht über ein UND-Gatter G mit dem Ausgang des Zählimpulsgenerators TG in Verbindung. Ein zweiter Eingang des UND-Gatters G ist über einen Inverter I an den Übertragsausgang der Dekade höchsten Stellenwertes des Rückwärtszählers RZ angeschlossen. An diesem Ausgang liegt auch ein Tiefpass T, an dem der Analogwert abgenommen werden kann. Der Übertragsausgang der zwischen der Dekade geringsten und der Dekade höchsten Stellenwertes des Zählers Z liegenden Dekade ist mit Setzeingängen der beiden Dekaden des Rückwärtszählers RZ verbunden. In Figure 1, three decades of a counter Z can be seen, which are opposed by three decades of a memory Sp. The count input of the decade least significant value of the counter Z is connected to the output of a count pulse generator TG. Carry outputs of the previous decade are connected to count inputs of the following decades. Bit outputs of the decade of highest value of the counter Z are connected to comparison inputs A of a comparator HK. Corresponding bit inputs B of the comparator HK are connected to bit outputs of the decade of least importance of the memory Sp. Bit outputs of the decades following the decade of the least significant value of the memory Sp are connected to inputs C of adders Addi and Add2, which are also arranged in decades. Summation inputs D of the adders are at zero potential. Sum bit outputs I of adders Addi and Add2 are connected to bit inputs of two corresponding decades of a down counter RZ. A carry input of the adder Addi is connected to a decision output of the comparator HK which emits a signal when the numerical value accumulated in the decade of the highest value Z is less than the numerical value pending in the decade of the memory Sp. A carry output of an adder Addi is connected to a carry input of the adder Add2. A count input of the down counter RZ is connected via an AND gate G to the output of the count pulse generator TG. A second input of the AND gate G is connected via an inverter I to the carry output of the decade of highest priority of the down counter RZ. There is also a low pass T at this output, from which the analog value can be taken. The carry output of the decade lying between the decade lowest and the decade highest place value of the counter Z is connected to set inputs of the two decades of the down counter RZ.

Die Wirkungsweise dieses Digital-Analog-Umsetzers wird nachstehend beschrieben. Die Dekaden des ständig durchzählenden Zählers Z sind gegenüber den Dekaden des Speichers Sp um eine Dekade in Richtung speicherseitig zunehmenden Stellenwertes verschoben. Dabei steht die Dekade höchsten Stellenwertes des Zählers Z über den Vergleicher HK der Dekade geringsten Stellenwertes des Speichers Sp The operation of this digital-to-analog converter is described below. The decades of counter Z, which is continuously counting, are shifted by one decade compared to the decades of memory Sp in the direction of increasing value on the memory side. The decade is the highest priority of the counter Z via the comparator HK of the decade of the lowest priority of the memory Sp

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

o5 o5

646 823 646 823

4 4th

gegenüber. Wenn der Zählerstand der Dekade höchsten Stellenwertes des Zählers kleiner ist als der Inhalt der Dekade kleinsten Stellenwertes des Speichers Sp, gibt der Vergleicher HK ein Übertragssignal an den Addierer Addi ab. Der Addierer zählt zu dem in seinen Summandenbiteingängen C s anstehenden Wert ein Inkrement hinzu. Der Rückwärtszähler wird auf diesen korrigierten Summenwert immer dann gesetzt, wenn der Zähler Z einen Übertragsimpuls der zwischen der Dekade geringsten und der Dekade höchsten Stellenwertes liegenden Dekade abgibt. Der Rückwärtszähler RZ "> zählt von diesem Wert mit der gleichen Frequenz abwärts, mit der der Zähler Z auf- oder abwärtszählt, und bleibt stehen, across from. If the counter reading of the decade of highest priority of the counter is less than the content of the decade of lowest priority of memory Sp, comparator HK outputs a carry signal to adder Addi. The adder adds an increment to the value present in its summand bit inputs C s. The down counter is always set to this corrected total value when the counter Z emits a carry pulse of the decade lying between the decade lowest and the decade highest. The down counter RZ "> counts down from this value at the same frequency with which the counter Z counts up or down and stops,

wenn sein Inhalt zu Null geworden ist. Dabei gibt er ein aus-gangssignal so lange ab, bis er wieder mit einem Summenwert aus dem Addierer Addi und Add2 geladen ist. Durch die zyk- 15 lische Verschiebung der Dekaden des Zählers gegenüber denen des Speichers laufen die den höheren Dekaden des Speichers zugeordneten Dekaden des Zählers schneller (beispielsweise um den Faktor 10); nur die der Dekade niedrigen Stellenwertes des Speichers zugeordnete Zählerdekade läuft 20 langsamer. Es ist deshalb verständlich, dass das oben erwähnte Ausgangssignal, ein impulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal, eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Frequenz aufweist und deshalb für seine Integration -ein weniger aufwendiger Tiefpass genügt. 25 when its content has gone to zero. It outputs an output signal until it is loaded again with a total value from the adders Addi and Add2. Due to the cyclical shift of the decades of the counter compared to those of the memory, the decades of the counter assigned to the higher decades of the memory run faster (for example by a factor of 10); only the decade of counters assigned to the decade of low significance of the memory runs 20 slower. It is therefore understandable that the above-mentioned output signal, a pulse-width-modulated square-wave signal, has a higher frequency than the prior art and therefore a less complex low-pass filter is sufficient for its integration. 25th

In Figur 2 sind jeweils drei Dekaden eines Zählers Z aus-gangsseitig mit entsprechenden Vergleichseingängen A von drei Dekaden eines Vergleichers K verbunden. Andere Vergleichseingänge B des Vergleichers K sind an die Bitausgänge von drei Dekaden eines Speichers Sp angeschlossen. An einem Ausgang der Dekade höchster Wertigkeit des Vergleichers K für das Kriterium A^B ist ein Tiefpass T angeschlossen. Der Ausgang eines Zählimpulsgenerators TG liegt am Zähleingang der zweiten Dekade des Zählers Z. Der Zähleingang der ersten Dekade des Zählers Z liegt an einem Über- 33 tragsausgang der höchsten Dekade des Zählers Z. Ein Ausgang der ersten Dekade des Vergleichers K mit dem Kriterium A< B ist an den Übertragseingang der zweiten Dekade des Vergleichers K mit dem Kriterium A = B angeschlossen. Übertragsausgänge der zweiten Dekade des Vergleichers K mit den drei Kriterien A<B, A=B und A>B sind mit entsprechenden Übertragseingängen der höchsten Dekade des Vergleichers K verbunden. In FIG. 2, three decades of a counter Z are connected on the output side to corresponding comparison inputs A of three decades of a comparator K. Other comparison inputs B of the comparator K are connected to the bit outputs of three decades of a memory Sp. A low-pass filter T is connected to an output of the decade of highest value of the comparator K for the criterion A ^ B. The output of a count pulse generator TG is at the count input of the second decade of counter Z. The count input of the first decade of counter Z is at a carry output of the highest decade of counter Z. An output of the first decade of comparator K with criterion A < B is connected to the carry input of the second decade of the comparator K with the criterion A = B. Carry outputs of the second decade of comparator K with the three criteria A <B, A = B and A> B are connected to corresponding carry inputs of the highest decade of comparator K.

In der Tabelle nach Figur 3 ist das Ausgangssignal des Vergleichers K als diskreter logischer Wert in Abhängigkeit vom Entscheidungskriterium der Vergleicherdekade geringster Wertigkeit einerseits und dem Entscheidungskriterium der höherwertigen Dekade des Vergleichers andererseits dargestellt. In der linken Spalte der Tabelle sind die Entscheidungskriterien der Dekade geringster Wertigkeit, in der mittleren Spalte die Kriterien der Dekade höherer Wertigkeit und in der rechten Spalte das Ausgangssignal als log. «1» und log. «0» aufgezeichnet. Die logischen Werte in der rechten Spalte der Tabelle nach Figur 3 setzen sich am Ausgang des Vergleichers zu einem impulsbreitenmodulierten Rechtecksignal zusammen. Auch für dieses Signal gilt aus den Gründen, die schon bei der Schaltung nach Figur 1 erwähnt wurden, dass es eine höhere Frequenz aufweist als Ausgangssignale, die bisher mit Digital-Analog-Umsetzern der gleichen Gattung erzielt worden sind. The table according to FIG. 3 shows the output signal of the comparator K as a discrete logical value depending on the decision criterion of the comparator decade of the lowest value on the one hand and the decision criterion of the higher-order decade of the comparator on the other hand. In the left column of the table are the decision criteria of the decade of least importance, in the middle column the criteria of the decade of higher importance and in the right column the output signal as log. "1" and log. "0" recorded. The logical values in the right-hand column of the table in FIG. 3 compose a pulse-width-modulated square-wave signal at the output of the comparator. For the reasons that were already mentioned in the circuit according to FIG. 1, it also applies to this signal that it has a higher frequency than output signals which have hitherto been achieved with digital-to-analog converters of the same type.

In der Figur 4 ist der zeitliche Verlauf des Ausgangssignals des Vergleichers K für zehn Durchläufe der Dekade geringster Wertigkeit des Zählers Z von 0 bis 9 dargestellt. Dabei ist ein Speicherinhalt der Dekade geringster Wertigkeit von 3 angenommen. Es ist zu erkennen, dass innerhalb von zehn Durchläufen die in der Dekade geringster Wertigkeit des Zählers enthaltene 3 in der Ausgangsspannung als drei zusätzliche 10er-Bits bei den ersten drei Durchläufen abgebildet wird. Weiter ist zu sehen, dass für A = B in der Dekade geringster Wertigkeit das Ausgangssignal des Vergleichers K zu Null wird, da der Übertragseingang der auf die Dekade geringster Wertigkeit folgenden Dekade nicht mehr angesteuert ist. Das in Figur 4 dargestellte Beispiel bezieht sich auf einen dekadisch arbeitenden Vergleicher K. FIG. 4 shows the time course of the output signal of the comparator K for ten runs of the decade of least importance of the counter Z from 0 to 9. A memory content of the decade of least significance of 3 is assumed. It can be seen that within ten runs, the 3 contained in the decade of least significance in the counter is represented in the output voltage as three additional bits of 10 in the first three runs. It can also be seen that for A = B, the output signal of the comparator K becomes zero in the decade of least importance, since the carry input of the decade following the decade of least importance is no longer activated. The example shown in FIG. 4 relates to a decadal comparator K.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims (3)

646 823 PATENTANSPRÜCHE646 823 PATENT CLAIMS 1. Verfahren zur Umwandlung eines Digitalwertes in einen Analogwert, bei dem der in einem Zahlenspeicher (Sp) enthaltene Digitalwert fortwährend mit dem Inhalt eines von einer .Zählimpulsfolge beaufschlagten Zählers (Z) verglichen wird und die von einem Anfangszustand des Zählers (Z) bis zum Gleichwerden der beiden Zahlenwerte ablaufende Zeit das Tastverhältnis eines Impulssignales bestimmt und bei dem zur Erhöhung der Frequenz des Impulssignales mindestens eine Gruppe von Bitausgängen des Zählers (Z) mit stel-lenwertmässig nicht entsprechenden Bitausgängen des Speichers (Sp) verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass alle Bitausgänge des Zählers (Z) gegenüber damit zu vergleichenden Bitausgängen des Speichers (Sp) in Richtung spei-cherseitig zunehmenden Stellenwertes um eine vorgegebene Anzahl Bits zyklisch verschoben sind, wobei Bitausgängen des Zählers (Z) an dessen Ende höchsten Stellenwertes Bit-ausgänge des Speichers (Sp) an dessen Ende niedrigsten Stellenwertes in der vorgegebenen Anzahl gegenüberstehen, und dass den auf die Bits niedrigsten Stellenwertes des Speichers (Sp) folgenden Bits jeweils ein Inkrement hinzugefügt wird, solange der an den Bitausgängen niedrigsten Stellenwertes des Speichers (Sp) anstehende Zahlenwert den mit ihm verglichenen momentanen Inhalt der Bits höchsten Stellenwertes des Zählers (Z) übertrifft. 1. A method for converting a digital value into an analog value, in which the digital value contained in a number memory (Sp) is continuously compared with the content of a counter (Z) loaded by a counting pulse sequence and which range from an initial state of the counter (Z) to If the two numerical values expire, the pulse duty factor of a pulse signal is determined and in which, in order to increase the frequency of the pulse signal, at least one group of bit outputs of the counter (Z) are compared with bit outputs of the memory (Sp) which are not equivalent in terms of position, characterized in that all Bit outputs of the counter (Z) are cyclically shifted in relation to the bit outputs of the memory (Sp) to be compared in the direction of the position value increasing on the memory side, with bit outputs of the counter (Z) at the end of the highest value bit outputs of the memory ( Sp) at the end of the lowest place in the pre given number, and that an increment is added to the bits following the bits with the lowest position value of the memory (Sp), as long as the numerical value at the bit outputs with the lowest position value of the memory (Sp) contains the current content of the bits with the highest position value of the bits compared with it Counter (Z) exceeds. 2. Digital-Analog-Umsetzer zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitausgänge niedrigsten Stellenwertes des Speichers (Sp) und die Bitausgänge höchsten Stellenwertes des Zählers (Z) an Vergleichseingänge eines digitalen Zahlenvergleichers (HK) angeschlossen sind und ein Entscheidungsausgang für die Entscheidung «Zählerwert kleiner als Speicherwert» des Vergleichers (HK) mit einem Übertragseingang eines Addierers (Add 1) verbunden ist, dessen erste Summandenbiteingänge (C) an den Bitausgängen höheren Stellenwertes des Speichers (Sp) und dessen zweite Summandenbiteingänge (D) auf Nullpotential liegen, und dass die Summenbitausgänge (I) des Addierers (Add 1) an Biteingänge eines Rückwärtszählers (RZ) angeschlossen sind, dessen Setzsignaleingang mit dem Übertragsausgang der den Bits höchsten Stellenwertes vorausgehenden Bits des Zählers (Z) verbunden ist und dessen Zähleingang über ein UND-Gatter (G) an dem gleichen Zählimpulsgenerator (TG) liegt, dessen Zählimpulse auch den Zähler (Z) beaufschlagen, wobei ein zweiter Eingang des UND-Gatters über einen Inverter (I) mit dem Übertragsausgang des Rückwärtszählers (RZ) verbunden ist, an dem auch das impulsbreitenmodulierte Ausgangssignal des Digital-Analog-Umsetzers anfällt. 2. A digital-to-analog converter for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the bit outputs of the lowest place value of the memory (Sp) and the bit outputs of the highest place value of the counter (Z) are connected to comparison inputs of a digital number comparator (HK) and a Decision output for the decision "counter value less than storage value" of the comparator (HK) is connected to a carry input of an adder (Add 1), the first summand bit inputs (C) of which the bit outputs have higher significance in the memory (Sp) and the second summand bit inputs (D) are at zero potential, and that the sum bit outputs (I) of the adder (Add 1) are connected to bit inputs of a down counter (RZ), the set signal input of which is connected to the carry output of the bits of the counter (Z) preceding the most significant bits and the count input of which an AND gate (G) is connected to the same count generator (TG) that Sen count pulses also act on the counter (Z), a second input of the AND gate being connected via an inverter (I) to the carry output of the down counter (RZ), at which the pulse-width-modulated output signal of the digital-to-analog converter is also obtained. 3. Digital-Analog-Umsetzer zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Vergleicher (K), an dessen Vergleichsbiteingängen Bitausgänge eines Speichers (Sp) für einen umzusetzenden Digitalwert einerseits sowie Bitausgänge eines von der Impulsfolge eines Zählimpulsgenerators (TG) beaufschlagten Zählers (Z) andererseits angeschlossen sind, wobei die Gruppen von Bitausgängen des Zählers (Z) zyklisch verschoben mit stellenwertmässig nicht entsprechenden Bitausgängen des Speichers (Sp) über den Vergleicher (K) miteinander korrespondieren, und an dessen Ausgang ein impulsbreitenmoduliertes Signal abnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Zählimpulsgenerators (TG) an den Zähleingang der auf die Bits geringster Wertigkeit folgenden Bits des Zählers (Z) und der Zähleingang der Bits geringster Wertigkeit an den Übertragsausgang der auf die Bits geringster Wertigkeit folgenden Bits angeschlossen ist und dass ein bei einem kleineren Zählerstand als dem jeweiligen Speicherinhalt signalführender Ausgang (A< B) der Bits geringster Wertigkeit des Vergleichers (K) mit einem ursprünglich für ein einen dem jeweiligen Speicherinhalt gleichen Zählerstand der Bits geringster Wertigkeit des Vergleichers (K) kennzeichnendes Signal vorgesehenen Eingang (A = B) der folgenden Bits des Vergleichers (K) verbunden ist und dass der Vergleicher (K) ein Ausgangssignal bei einem gegenüber dem jeweiligen Speicherinhalt kleineren oder gleichen Zählerstand liefert. 3. Digital-to-analog converter for carrying out the method according to claim 1, with a comparator (K), at the comparison bit inputs of which bit outputs of a memory (Sp) for a digital value to be converted on the one hand and bit outputs of a counter acted upon by the pulse train of a count pulse generator (TG) ( Z) are connected on the other hand, the groups of bit outputs of the counter (Z) being cyclically shifted and corresponding to the bit outputs of the memory (Sp) which do not correspond in terms of position, correspond to one another via the comparator (K), and a pulse-width-modulated signal can be taken from the output thereof, characterized in that that the output of the counting pulse generator (TG) is connected to the counting input of the bits of the counter (Z) following the least significant bits and the counting input of the least significant bits to the carry output of the bits following the least significant bits, and that a smaller one Meter reading as the respective memory content signal-carrying output (A <B) of the least significant bits of the comparator (K) with an input (A = B) of the following bits of the signal originally intended for a counter reading of the least significant bits of the comparator (K) that is identical to the respective memory content Comparator (K) is connected and that the comparator (K) delivers an output signal at a smaller or the same counter reading compared to the respective memory content.
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