CN202332456U - 一种基于加权开关网络的数控变阻器 - Google Patents

一种基于加权开关网络的数控变阻器 Download PDF

Info

Publication number
CN202332456U
CN202332456U CN2011204859815U CN201120485981U CN202332456U CN 202332456 U CN202332456 U CN 202332456U CN 2011204859815 U CN2011204859815 U CN 2011204859815U CN 201120485981 U CN201120485981 U CN 201120485981U CN 202332456 U CN202332456 U CN 202332456U
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistance
analog switch
switching network
numerical control
digit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN2011204859815U
Other languages
English (en)
Inventor
龙继志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Beiling Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Beiling Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Beiling Co Ltd filed Critical Shanghai Beiling Co Ltd
Priority to CN2011204859815U priority Critical patent/CN202332456U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202332456U publication Critical patent/CN202332456U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种基于加权开关网络的数控变阻器，该数控变阻器包括一加权开关网络和一数控电阻，所述加权开关网络接收N位二进制数字信号，N为正整数，其中：所述数控电阻包括2N个阻值相等且依次串联的电阻；所述加权开关网络包括N个模拟开关，每个模拟开关接收一位二进制数字信号，并按照所接收的二进制数字信号所处的权，获得各自权重，然后和等于权重的数量且依次串联的若干电阻并联，并且每个电阻最多与一个模拟开关并联。本实用新型仅需N个模拟开关组成的加权开关网络就能实现数控可变电阻，大大降低了成本。

Description

一种基于加权开关网络的数控变阻器
技术领域
本实用新型涉及一种数控变阻器，尤其涉及一种基于加权开关网络的数控变阻器。
背景技术
请参阅图1，目前的数控变阻器，一般是将N位二进制数字信号DN-1～D0经N-2N译码器1’产生2N选1的开关控制信号Y(2N-1)～Y0，分别控制模拟开关K(2N-1)’～K0’，实现数控电阻2’的电阻值(A、B间的电阻值RAB)随N位二进制数字信号DN-1～D0的变化而改变，其中，数控电阻2’为2N个阻值相等且依次串联的电阻R且数控电阻2’的两端分别为A、B两端；2N个模拟开关K(2N-1)’～K0’各自的一端分别连接一个电阻R，各自的另一端依次相连后接B端，从而实现数控电阻2’的电阻值(A、B间的电阻值RAB)可以从R到2NR之间的变化。然而，这种数控变阻器需要N-2N译码器和2N个模拟开关，成本较高，且制作版图面积较大。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种基于加权开关网络的数控变阻器，针对于N位二进制数字信号，本实用新型仅需N个模拟开关组成的加权开关网络就能实现数控可变电阻，大大降低了成本。
实现上述目的的技术方案是：
一种基于加权开关网络的数控变阻器，该数控变阻器包括一加权开关网络和一数控电阻，所述加权开关网络接收N位二进制数字信号，N为正整数，其中：
所述数控电阻包括2N个阻值相等且依次串联的电阻；
所述加权开关网络包括N个模拟开关，每个模拟开关接收一位二进制数字信号，并按照所接收的二进制数字信号所处的权，获得各自权重，然后和等于权重的数量且依次串联的若干电阻并联，并且每个电阻最多与一个模拟开关并联。
上述的基于加权开关网络的数控变阻器，其中，所述N个模拟开关分别为第一至第N模拟开关，依次分别接收第一位至第N位二进制数字信号，其中：
第M模拟开关接收第M位二进制数字信号，1≤M≤N且M为正整数，所述第M模拟开关所获权重为2M-1，该第M模拟开关与所述数控电阻中2M-1个依次串联的电阻并联，并且该2M-1个电阻中的任一个电阻均不与其他模拟开关并联。
上述的基于加权开关网络的数控变阻器，其中，所述数控电阻中依次串联的2N个电阻分别命名为第一至第2N电阻，其中，第M模拟开关与所述数控电阻中依次串联的第2M-1+1至第2M电阻并联。
本实用新型的有益效果是：本实用新型直接用加权的开关网络实现数控变阻，免去现有技术中需要的N-2N译码器，并减少了模拟开关的数量，针对于N位二进制数字信号，仅需N个模拟开关组成的加权开关网络就能调节数控电阻的电阻值，减小了制作版图面积，大大降低了成本。
附图说明
图1是现有技术的N位二进制编码数控变阻器的电路示意图；
图2是本实用新型的N位二进制编码数控变阻器的电路示意图；
图3a和图3b分别为现有技术和本实用新型中3位二进制编码数控变阻器的实际电路图；
图4a和图4b分别为现有技术和本实用新型中4位二进制编码数控变阻器的实际电路图；
图5是模拟开关的具体电路图；
图6是非门(IV)的具体电路图；
图7是三输入或非门(NR3)的具体电路图；
图8是四输入或非门(NR4)的具体电路图；
图9是现有技术和本实用新型各自的3位二进制编码数控变阻器中数控电阻的阻值对应于数字信号的仿真图；
图10是现有技术和本实用新型各自的4位二进制编码数控变阻器中数控电阻的阻值对应于数字信号的仿真图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
请参阅图2，本实用新型的基于加权开关网络的数控变阻器，包括加权开关网络1和数控电阻2，加权开关网络1接收N位二进制数字信号DN-1～D0，N为正整数，
数控电阻2包括2N个阻值相等且依次串联的电阻R；
加权开关网络1包括N个模拟开关K(N-1)～K0，每个模拟开关接收一位二进制数字信号，并按照所接收的二进制数字信号所处的权，获得各自权重；然后，每个模拟开关分别与数控电阻2中，对应于该模拟开关所获权重的数量(与权重相等的数量)且依次串联的若干电阻R并联，并且每个电阻R最多与一个模拟开关并联。
具体地说，N个模拟开关K(N-1)～K0分别为第一至第N模拟开关K0～K(N-1)，依次分别接收第一位至第N位二进制数字信号D0～DN-1，其中：
第M模拟开关K(M-1)接收第M位二进制数字信号DM-1，1≤M≤N且M为正整数，因此，第M模拟开关K(M-1)所获权重为2M-1，该第M模拟开关K(M-1)与数控电阻2中2M-1个依次串联的电阻R并联，并且该2M-1个电阻R中的任一个电阻R均不与其他模拟开关并联。
更具体地说，图2中，数控电阻2中依次串联的2N个电阻分别命名为第一至第2N电阻，其中，第M模拟开关K(M-1)与依次串联的第2M-1+1至第2M电阻并联；或者第M模拟开关K(M-1)与依次串联的第2M-1至第2M-1电阻并联。
本实用新型中，因为接收的二进制数字信号的位数(N位)不同，数控电阻2的设计要求也不相同，从而所获的数控变阻器也不尽相同，以下分两个实施例来说明：
第一实施例：
请参阅图3a和图3b，分别为现有技术和本实用新型中3位二进制编码数控变阻器的实际电路图。图3a中，非门(I0～I2、I10～I17)、三输入或非门(I20～I27)等组成3-8译码器。
因为接收3位二进制数字信号D2～D0，数控电阻2的设计要求如下表1：
  D2～D0   数控电阻阻值RAB
  000   R
  001   2R
  010   3R
  011   4R
  100   5R
  101   6R
  110   7R
  111   8R
表1
从表1中可知，将数控电阻2设计成为阻值相等且依次串联的八个电阻R0-R7，数控电阻2的两端为A、B两端，则数控电阻2的电阻值为RAB加权开关网络1为依次串联的第一、第二和第三模拟开关K0～K2，三个模拟开关K0～K2分别对应3位二进制数字信号，所获权重分别为1、2、4，则分别与1个、2个、4个电阻并联，并联方式不限，图3b为其中一种：
第一模拟开关K0接收第一位数字信号D0，所获权重为1，该第一模拟开关K0与第二电阻R1并联；
第二模拟开关K1接收第二位数字信号D1，所获权重为2，该第二模拟开关K1与第三至第四电阻R2、R3并联；
第三模拟开关K2接收第三位数字信号D2，所获权重为4，该第三模拟开关K2与第五至第八电阻R4-R7并联。
现有的3位二进制编码数控变阻器的电路(图3a)和第一实施例电路(图3b)的逻辑真值如下表2：
Figure BDA0000113643490000041
表2
假设图3a和图3b中的电阻R0-R7的阻值均为20K欧姆，且A、B端间最大电流为10uA，则现有的3位二进制编码数控变阻器的电路(图3a)和第一实施例电路(图3b)的仿真结果如下表3：
Figure BDA0000113643490000051
表3
请参阅图9，为现有技术和本实用新型各自的3位二进制编码数控变阻器中数控电阻的阻值对应于3位数字信号的仿真图。图中，实线表示现有的3位二进制编码数控变阻器的电路(图3a)，虚线表示第一实施例电路(图3b)。
由表2、表3和图9可知，第一实施例电路(图3b)能达到与现有的3位二进制编码数控变阻器的电路(图3a)相同的功能和相近的性能，完全能满足设计要求。
第二实施例：
请参阅图4a和图4b，分别为现有技术和本实用新型中4位二进制编码数控变阻器的实际电路图。图4a中，非门(I0～I3、I10～I25)、四输入或非门(I30～I45)等组成4-16译码器。
因为接收4位二进制数字信号D3～D0，所以将数控电阻2设计成为阻值相等且依次串联的十六个电阻R0-R15，数控电阻2的两端为A、B两端，则数控电阻2的电阻值为RAB加权开关网络1为依次串联的第一、第二、第三和第四模拟开关K0～K3，四个模拟开关K0～K3分别对应4位二进制数字信号，所获权重分别为1、2、4、8，则分别与1个、2个、4个、8个电阻并联，并联方式不限，图3b为其中一种：
第一模拟开关K0接收第一位数字信号D0，所获权重为1，该第一模拟开关K0与第二电阻R1并联；
第二模拟开关K1接收第二位数字信号D1，所获权重为2，该第二模拟开关K1与第三至第四电阻R2、R3并联；
第三模拟开关K2接收第三位数字信号D2，所获权重为4，该第三模拟开关K2与第五至第八电阻R4-R7并联；
第四模拟开关K3接收第四位数字信号D3，所获权重为8，该第四模拟开关K3与第九至第十六电阻R8-R15并联。
因此，数控电阻2的设计要求及模拟开关K0～K3的逻辑真值表如下表4：
Figure BDA0000113643490000061
表4
假设图4a和图4b中的电阻R0-R15的阻值均为20K欧姆，且A、B端间最大电流为10uA，则现有的4位二进制编码数控变阻器的电路(图4a)和第二实施例电路(图4b)的仿真结果如下表5：
Figure BDA0000113643490000062
Figure BDA0000113643490000071
表5
请参阅图10，为现有技术和本实用新型各自的4位二进制编码数控变阻器中数控电阻的阻值对应于4位数字信号的仿真图。图中，实线表示现有的4位二进制编码数控变阻器的电路(图4a)，虚线表示第二实施例电路(图4b)。
由表4、表5和图10可知，第二实施例电路(图4b)能达到与现有的4位二进制编码数控变阻器的电路(图4a)相同的功能和相近的性能，完全满足设计要求。
请参阅图5，为模拟开关的具体电路图。具体地说，每个模拟开关包括供电电源VDD、第一PMOS管M0、第一NMOS管M1、第二PMOS管M2和第二NMOS管M3，其中：
第一PMOS管M0的栅极和第一NMOS管M1的栅极相连的结点接收一位数字信号，且该结点连接第二PMOS管M2的栅极；第一PMOS管M0的漏极和第一NMOS管M1的漏极相连的结点连接第二NMOS管M3的栅极；第一PMOS管M0的的源极和衬底均连接供电电源VDD；第一NMOS管M1的的源极和衬底均接地；
第二PMOS管M2的漏极与第二NMOS管M3的源极的相连端作为模拟开关的一个输出端；第二PMOS管M2的源极与第二NMOS管M3的漏极的相连端作为模拟开关的另一个输出端；第二PMOS管M2的衬底连接供电电源VDD；第二NMOS管M3的衬底接地。
图6是非门的具体电路图，图7是三输入或非门(NR3)的具体电路图，图8是四输入或非门(NR4)的具体电路图。
综上所述，本实用新型由于减少了模拟开关数量并免去了译码器电路，明显的减小了版图面积，降低了成本，而且能达到与现有的数控变阻器相同的功能和相近的性能，完全能满足设计要求。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (3)

1.一种基于加权开关网络的数控变阻器，其特征在于，该数控变阻器包括一加权开关网络和一数控电阻，所述加权开关网络接收N位二进制数字信号，N为正整数，其中：
所述数控电阻包括2N个阻值相等且依次串联的电阻；
所述加权开关网络包括N个模拟开关，每个模拟开关接收一位二进制数字信号，并按照所接收的二进制数字信号所处的权，获得各自权重，然后和等于权重的数量且依次串联的若干电阻并联，并且每个电阻最多与一个模拟开关并联。
2.根据权利要求1所述的基于加权开关网络的数控变阻器，其特征在于，所述N个模拟开关分别为第一至第N模拟开关，依次分别接收第一位至第N位二进制数字信号，其中：
第M模拟开关接收第M位二进制数字信号，1≤M≤N且M为正整数，所述第M模拟开关所获权重为2M-1，该第M模拟开关与所述数控电阻中2M-1个依次串联的电阻并联，并且该2M-1个电阻中的任一个电阻均不与其他模拟开关并联。
3.根据权利要求2所述的基于加权开关网络的数控变阻器，其特征在于，所述数控电阻中依次串联的2N个电阻分别命名为第一至第2N电阻，其中，第M模拟开关与所述数控电阻中依次串联的第2M-1+1至第2M电阻并联。
CN2011204859815U 2011-11-29 2011-11-29 一种基于加权开关网络的数控变阻器 Expired - Lifetime CN202332456U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011204859815U CN202332456U (zh) 2011-11-29 2011-11-29 一种基于加权开关网络的数控变阻器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011204859815U CN202332456U (zh) 2011-11-29 2011-11-29 一种基于加权开关网络的数控变阻器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202332456U true CN202332456U (zh) 2012-07-11

Family

ID=46444428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011204859815U Expired - Lifetime CN202332456U (zh) 2011-11-29 2011-11-29 一种基于加权开关网络的数控变阻器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202332456U (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102543337A (zh) * 2011-11-29 2012-07-04 上海贝岭股份有限公司 一种基于加权开关网络的数控变阻器
CN104575890A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 中兴通讯股份有限公司 一种电位器及阻值调节方法
WO2016082760A1 (zh) * 2014-11-28 2016-06-02 珠海艾派克微电子有限公司 一种电阻投切电路、存储电路以及耗材芯片
CN109765963A (zh) * 2019-01-24 2019-05-17 上海磐启微电子有限公司 一种数字调节偏置电流源
CN113627111A (zh) * 2021-07-15 2021-11-09 重庆倍来电新能源有限公司 一种用于模拟电路的防篡改可信系统

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102543337A (zh) * 2011-11-29 2012-07-04 上海贝岭股份有限公司 一种基于加权开关网络的数控变阻器
CN104575890A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 中兴通讯股份有限公司 一种电位器及阻值调节方法
CN104575890B (zh) * 2013-10-29 2018-03-13 中兴通讯股份有限公司 一种电位器及阻值调节方法
WO2016082760A1 (zh) * 2014-11-28 2016-06-02 珠海艾派克微电子有限公司 一种电阻投切电路、存储电路以及耗材芯片
US9633701B2 (en) 2014-11-28 2017-04-25 Apex Microelectronics Co., Ltd. Resistor switching circuit, storage circuit, and consumable chip
CN109765963A (zh) * 2019-01-24 2019-05-17 上海磐启微电子有限公司 一种数字调节偏置电流源
CN113627111A (zh) * 2021-07-15 2021-11-09 重庆倍来电新能源有限公司 一种用于模拟电路的防篡改可信系统
CN113627111B (zh) * 2021-07-15 2024-05-07 重庆倍来电新能源有限公司 一种用于模拟电路的防篡改可信系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202332456U (zh) 一种基于加权开关网络的数控变阻器
CN106130557B (zh) 一种比较器失调电压自校正电路
CN106341130B (zh) 数模转换器
CN106788442B (zh) 数模转换电路及方法、源极驱动器和显示装置
CN104040898A (zh) 电荷再分配数模转换器
CN101299610B (zh) 一种10位电流舵结构的高速数模转换器
CN101192831B (zh) 数字模拟转换器
CN103297056B (zh) D/a转换器
CN208299759U (zh) 一种放大器输入失调电压的自动校正电路
CN101753144A (zh) 用于数模转换器的具有子温度计码的解码器结构
CN104716962A (zh) 数模转换器单元和电流舵型数模转换器
JP2010171781A (ja) インピーダンス調整回路
CN102006079A (zh) 数模转换器
CN102013892A (zh) 一种用于电流舵数模转换器电流源的动态校正电路
CN102130688A (zh) 电阻网络型数模转换器结构
CN206164504U (zh) 一种差分分段电流源数模转换器
KR20230148310A (ko) 아날로그-디지털 변환기 및 이를 이용한 반도체 장치
CN102543337A (zh) 一种基于加权开关网络的数控变阻器
CN208424341U (zh) 一种sar_adc系统失调电压的校正电路
CN108599771A (zh) 数模转换电路、方法和显示装置
CN103227620B (zh) 可重配置的Gm_C滤波器电路
CN102354238A (zh) 可变电压产生电路
CN108631784A (zh) 一种用于逐次逼近模数转换器的片上电容组置换方法
CN105187062A (zh) 一种数模转换器
CN102801421B (zh) 一种复合比较器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20120711