RU180208U1 - DIGITAL ANALOGUE CONVERTER - Google Patents

DIGITAL ANALOGUE CONVERTER Download PDF

Info

Publication number
RU180208U1
RU180208U1 RU2018102814U RU2018102814U RU180208U1 RU 180208 U1 RU180208 U1 RU 180208U1 RU 2018102814 U RU2018102814 U RU 2018102814U RU 2018102814 U RU2018102814 U RU 2018102814U RU 180208 U1 RU180208 U1 RU 180208U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistors
digital
digital code
resistance
analog converter
Prior art date
Application number
RU2018102814U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Анатольевич Бурцев
Original Assignee
Соколовский Михаил Ефимович
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 Соколовский Михаил Ефимович filed Critical Соколовский Михаил Ефимович
Priority to RU2018102814U priority Critical patent/RU180208U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU180208U1 publication Critical patent/RU180208U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
    • H03K4/48—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
    • H03K4/50—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66—Digital/analogue converters

Abstract

Полезная модель относится к цифроаналоговым преобразователям и может быть использована в устройствах преобразования цифрового кода в аналоговое напряжение. Техническим результатом изобретения является сокращение количества используемых номиналов сопротивлений для реализации цифроаналогового преобразователя с матрицей двоично-взвешенных резисторов, которое достигается за счет того, что цифроаналоговый преобразователь, содержащий матрицу двоично-взвешенных резисторов, которая состоит из параллельных резисторов, одни контакты которых выполнены с возможностью подключения к ключам, а другие объединены в общую шину, отличающийся тем, что резистивная матрица состоит из групп параллельных резисторов, при этом в общей шине между группами параллельных резисторов установлены последовательные резисторы сопротивлениямигде N соответствует разрядности цифроаналогового преобразователя, группа резисторов, соответствующая младшим разрядам цифрового кода, содержит параллельные резисторы сопротивлениями R, 2⋅R и 4⋅R, причем резистор сопротивлением 4⋅R через сопротивление номиналом 4⋅R подключен к заземлению, в группах резисторы большим номиналом соответствуют младшим значениям цифрового кода, к выходу резистора, соответствующего старшему разряду цифрового кода, подключена клемма выходного напряжения.The utility model relates to digital-to-analog converters and can be used in devices for converting a digital code into analog voltage. The technical result of the invention is to reduce the number of used resistance values for implementing a digital-to-analog converter with a matrix of binary-weighted resistors, which is achieved due to the fact that the digital-to-analog converter containing a matrix of binary-weighted resistors, which consists of parallel resistors, one contact of which is configured to connect to the keys, while others are combined into a common bus, characterized in that the resistive matrix consists of groups of parallel resistors, while in the common bus between the groups of parallel resistors, series resistance resistors are installed, where N corresponds to the bit depth of the digital-to-analog converter, the group of resistors corresponding to the lower digits of the digital code contains parallel resistors with resistors R, 2⋅R and 4⋅R, and a resistor with a resistance of 4⋅R through resistance with a nominal value of 4⋅R it is connected to ground, in groups, resistors with a higher nominal value correspond to the lower values of the digital code, to the output of the resistor, correspondingly on the next digit numeric code, connected to the output voltage terminal.

Description

Полезная модель относится к цифроаналоговым преобразователям и может быть использована в устройствах преобразования цифрового кода в аналоговое напряжение [НОЗМ 1/66].The utility model relates to digital-to-analog converters and can be used in devices for converting a digital code into an analog voltage [НЗМ 1/66].

Известны типы цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) [Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.], построенные как на резистивных матрицах различного типа, так и на основе преобразования частоты в напряжение, которые используют для регулирования уровня выходного напряжения цифроаналогового преобразователя.Known types of digital-to-analog converters (DAC) [Fedorkov B.G., Taurus V.A. DAC and ADC chips: operation, parameters, application. - M .: Energoatomizdat, 1990. - 320 p.], Built both on resistive matrices of various types and on the basis of frequency to voltage conversion, which are used to control the output voltage level of a digital-to-analog converter.

К недостаткам известных ЦАП можно отнести технологическую сложность и дороговизну изготовления прецизионных резистивных матриц, а второго типа ЦАП - недостаточную точность и линейность характеристики преобразования. Известно, что прецизионные резистивные матрицы можно изготовить только по тонкопленочной технологии, включающей функциональную подгонку сопротивлений резисторов, а не по полупроводниковой, что и определяет указанные недостатки.The disadvantages of the known DACs include the technological complexity and high cost of manufacturing precision resistive arrays, and the second type of DACs is the lack of accuracy and linearity of the conversion characteristics. It is known that precision resistive matrices can only be manufactured using thin-film technology, including functional fitting of resistors, rather than semiconductor, which determines these disadvantages.

Наиболее близким по технической сущности является ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ДВОИЧНО-ВЗВЕШЕННЫМИ СОПРОТИВЛЕНИЯМИ [http://ulfek.ru/ skhemotekhnika/719-skhemotekhnika-tsifro-analogovykh-preobrazovatelej.html, опубл. 01.05.2017], состоящий из набора ключей, по одному на каждый разряд цифрового кода, матрицы двоично-взвешенных резисторов, которая состоит из параллельных резисторов сопротивлениями R, 2⋅R, …, R⋅2N-1, к одним контактам которых подключен источник опорного напряжения, а к другим ключи, выполненные с возможностью коммутации выходного операционного усилителя с цепью опорного напряжения через соответствующий резистор или с заземлением, при этом операционный усилитель выполнен с резистором в цепи обратной связи.The closest in technical essence is the DIGITAL ANALOGUE CONVERTER WITH Binary-weighted resistance [http://ulfek.ru/ skhemotekhnika / 719-skhemotekhnika-tsifro-analogovykh-preobrazovatelej.html, publ. 05/01/2017], consisting of a set of keys, one for each digit of a digital code, a matrix of binary-weighted resistors, which consists of parallel resistors with resistors R, 2⋅R, ..., R⋅2 N-1 , to which one terminal is connected the reference voltage source, and to other keys, made with the possibility of switching the output operational amplifier with the reference voltage circuit through the corresponding resistor or with grounding, while the operational amplifier is made with a resistor in the feedback circuit.

Основной технической проблемой прототипа является использование матрицы двоично-взвешенных резисторов из параллельных резисторов сопротивлениями R, 2⋅R, …, R⋅2N-1, что обуславливает необходимость использования для резистивной матрицы резисторов с N номиналами сопротивлений и значительно усложнят техническую реализацию известного цифроаналогового преобразователя.The main technical problem of the prototype is the use of a matrix of binary-weighted resistors from parallel resistors with resistance R, 2⋅R, ..., R⋅2 N-1 , which necessitates the use of resistors with N resistance values for the resistive matrix and significantly complicate the technical implementation of the known digital-to-analog converter .

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.The objective of the utility model is to eliminate the disadvantages of the prototype.

Техническим результатом является сокращение количества используемых номиналов сопротивлений для реализации цифроаналогового преобразователя с матрицей двоично-взвешенных резисторов.The technical result is to reduce the number of used resistance values for the implementation of a digital-to-analog converter with a matrix of binary-weighted resistors.

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен цифроаналоговый преобразователь, содержащий матрицу двоично-взвешенных резисторов, которая состоит из параллельных резисторов, одни контакты которых выполнены с возможностью подключения к ключам, а другие объединены в общую шину, отличающийся тем, что резистивная матрица состоит из групп параллельных резисторов, при этом в общей шине между группами параллельных резисторов установлены последовательные резисторы сопротивлениями

Figure 00000001
где N соответствует разрядности цифроаналогового преобразователя, группа резисторов, соответствующая младшим разрядам цифрового кода, содержит параллельные резисторы сопротивлениями R, 2⋅R и 4⋅R, причем резистор сопротивлением 4⋅R через сопротивление номиналом 4⋅R подключен к заземлению, в группах резисторы большим номиналом соответствуют младшим значениям цифрового кода, к выходу резистора, соответствующего старшему разряду цифрового кода подключена клемма выходного напряжения.The specified technical result is achieved due to the fact that the digital-to-analog converter is declared containing a matrix of binary-weighted resistors, which consists of parallel resistors, some contacts of which are made with the ability to connect to the keys, and others are combined into a common bus, characterized in that the resistive matrix consists from groups of parallel resistors, while in the common bus between groups of parallel resistors, series resistors are installed
Figure 00000001
where N corresponds to the bit depth of the digital-to-analog converter, the group of resistors corresponding to the least significant bits of the digital code contains parallel resistors with resistances R, 2⋅R and 4⋅R, and a resistor with a resistance of 4⋅R is connected to ground through a resistance of 4⋅R, in large groups of resistors nominal value correspond to the lowest values of the digital code, the output voltage terminal is connected to the output of the resistor corresponding to the high order bit of the digital code.

В частности, ключи выполнены с возможность коммутации параллельных резисторов с источником опорного напряжения или с заземлением в зависимости от значения соответствующего разряда цифрового кода.In particular, the keys are configured to switch parallel resistors to a reference voltage source or to ground, depending on the value of the corresponding digit of the digital code.

Полезная модель поясняется чертежем.The utility model is illustrated in the drawing.

На фиг.показана схема цифроаналогового преобразователя.In Fig. Shows a diagram of a digital-to-analog converter.

На схеме обозначено: 1 - резисторы сопротивлением R, 2 - резисторы сопротивлением 2⋅R, 3 - резисторы сопротивлением 4⋅R, 4 - резисторы сопротивлением 8⋅R, 5 - резисторы сопротивлением

Figure 00000002
6 - заземление, 7 - ключ советующий «0» разряду цифрового кода, 8 - ключ советующий «1» разряду цифрового кода, 9 - ключ советующий «2» разряду цифрового кода, 10 - ключ советующий «3» разряду цифрового кода, 11 - ключ советующий «4» разряду цифрового кода, 12 - ключ советующий «5» разряду цифрового кода, 13 - ключ советующий «6» разряду цифрового кода, 14 - ключ советующий «N-4» разряду цифрового кода, 15 - ключ советующий «N-3» разряду цифрового кода, 16 - ключ советующий «N-2» разряду цифрового кода, 17 - ключ советующий «N-1» разряду цифрового кода.The diagram shows: 1 - resistors with resistance R, 2 - resistors with resistance 2⋅R, 3 - resistors with resistance 4⋅R, 4 - resistors with resistance 8⋅R, 5 - resistors with resistance
Figure 00000002
6 - grounding, 7 - a key advising “0” to a digit of a digital code, 8 - a key advising “1” to a digit of a digital code, 9 - a key advising “2” to a digit of a digital code, 10 - a key advising “3” to a digit of a digital code, 11 - the key advising “4” to the category of the digital code, 12 - the key advising “5” to the category of the digital code, 13 - the key advising “6” to the category of the digital code, 14 - the key advising “6” to the category of the digital code, 15 - the key advising “N -3 "to the digit of the digital code, 16 - the key advising the" N-2 "to the digit of the digital code, 17 - the key advising the" N-1 "to the digit of the digital code.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Цифроаналоговый преобразователь содержит резистивную матрицу, состоящую из групп параллельных резисторов, например, сопротивлениями R - 1, 2⋅R - 2, 4⋅R - 3 и 8⋅R - 4, одни контакты которых выполнены с возможностью подключения ключей 7 - 17, а другие объединены шиной, содержащей между группами параллельных резисторов последовательные резисторы сопротивлениями

Figure 00000003
- 5, где N соответствует разрядности цифроаналогового преобразователя, группа резисторов, соответствующая младшим разрядам цифрового кода, содержит параллельные резисторы сопротивлениями R - 1, 2⋅R - 2 и 4⋅R - 3, при этом резистор сопротивлением 4⋅R - 3 через сопротивление номиналом 4⋅R - 3 подключен к заземлению 6, в группах резисторы большим номиналом соответствуют младшим значениям цифрового кода, к выходу резистора 1, соответствующего старшему разряду цифрового кода подключена клемма выходного напряжения.The digital-to-analog converter contains a resistive matrix consisting of groups of parallel resistors, for example, resistances R - 1, 2⋅R - 2, 4⋅R - 3 and 8⋅R - 4, one of whose contacts is made with the possibility of connecting keys 7 - 17, and others are connected by a bus containing between groups of parallel resistors series resistors
Figure 00000003
- 5, where N corresponds to the bit depth of the digital-to-analog converter, the group of resistors corresponding to the least significant bits of the digital code contains parallel resistors with resistances R - 1, 2⋅R - 2 and 4⋅R - 3, while a resistor with a resistance of 4⋅R - 3 through resistance rated 4ломR - 3 is connected to ground 6, in groups, resistors with a higher nominal value correspond to the lower values of the digital code, an output voltage terminal is connected to the output of the resistor 1 corresponding to the highest digit of the digital code.

Ключи 7-17 выполнены с возможность коммутации параллельных резисторов 1-4 с источником опорного напряжения или с заземлением 6 в зависимости от значения соответствующего разряда цифрового кода.The keys 7-17 are made with the possibility of switching parallel resistors 1-4 with a reference voltage source or with grounding 6, depending on the value of the corresponding digit of the digital code.

Цифроаналоговый преобразователь работает следующим образом.Digital-to-analog Converter operates as follows.

Пусть напряжение, соответствующее младшему разряду цифрового кода, составляет 0,1 В. Работу заявленного цифроаналогового преобразователя поясним преобразованием цифрового кода «1101» в аналоговое напряжение. Для этого ключи 7-10 устанавливают в соответствии со значениями цифрового кода, при этом ключи 7, 9 и 10 замыкают на шину с опорным напряжением, а ключ 8 замыкают на заземление. После этого в электрической цепи, образованной параллельными резисторами 7, 9 и 10, а также последовательными резисторами 3 и 5 напряжения с выходов ключей будут уменьшены и суммированы, при этом на клемме выходного напряжения будет сформировано напряжение 1,3 В.Let the voltage corresponding to the least significant digit of the digital code be 0.1 V. The operation of the claimed digital-to-analog converter will be explained by converting the digital code "1101" into an analog voltage. For this, the keys 7-10 are set in accordance with the values of the digital code, while the keys 7, 9 and 10 are shorted to a bus with a reference voltage, and the key 8 is shorted to ground. After that, in the electric circuit formed by parallel resistors 7, 9 and 10, as well as serial resistors 3 and 5, the voltages from the outputs of the keys will be reduced and summed, while a voltage of 1.3 V. will be formed at the output voltage terminal.

Заявленный технический результат изобретения достигается за счет использования резистивной матрицы в виде групп параллельных резисторов сопротивлениями R - 1, 2⋅R - 2, 4⋅R - 3 и 8⋅R - 4, одни контакты которых выполнены с возможностью подключения ключей 7-17, а другие объединены шиной, содержащей между группами параллельных резисторов последовательные резисторы сопротивлениями

Figure 00000004
- 5, где N соответствует разрядности цифроаналогового преобразователя, что позволяет для N-разрядного цифроаналогово преобразователя использовать резисторы только с 5 номиналами.The claimed technical result of the invention is achieved through the use of a resistive matrix in the form of groups of parallel resistors with resistance R - 1, 2⋅R - 2, 4⋅R - 3 and 8⋅R - 4, some contacts of which are made with the possibility of connecting keys 7-17, and others are connected by a bus containing between groups of parallel resistors series resistors
Figure 00000004
- 5, where N corresponds to the bit depth of the digital-to-analog converter, which allows the use of resistors with only 5 ratings for an N-bit digital-to-analog converter.

Claims (2)

1. Цифроаналоговый преобразователь, содержащий матрицу двоично-взвешенных резисторов, которая состоит из параллельных резисторов, одни контакты которых выполнены с возможностью подключения к ключам, а другие объединены в общую шину, отличающийся тем, что резистивная матрица состоит из групп параллельных резисторов, при этом в общей шине между группами параллельных резисторов установлены последовательные резисторы сопротивлениями
Figure 00000005
, где N соответствует разрядности цифроаналогового преобразователя, группа резисторов, соответствующая младшим разрядам цифрового кода, содержит параллельные резисторы сопротивлениями R, 2⋅R и 4⋅R, причем резистор сопротивлением 4⋅R через сопротивление номиналом 4⋅R подключен к заземлению, в группах резисторы большим номиналом соответствуют младшим значениям цифрового кода, к выходу резистора, соответствующего старшему разряду цифрового кода, подключена клемма выходного напряжения.1. A digital-to-analog converter containing a matrix of binary-weighted resistors, which consists of parallel resistors, some contacts of which are configured to connect to the keys, and others are combined into a common bus, characterized in that the resistive matrix consists of groups of parallel resistors, while common bus between groups of parallel resistors installed series resistors
Figure 00000005
, where N corresponds to the bit depth of the digital-to-analog converter, the group of resistors corresponding to the least significant bits of the digital code contains parallel resistors with resistances R, 2⋅R and 4⋅R, and a resistor with a resistance of 4⋅R is connected to ground through a resistance of 4⋅R, in the groups of resistors large values correspond to the lowest values of the digital code, the output voltage terminal is connected to the output of the resistor corresponding to the high-order digit of the digital code. 2. Цифроаналоговый преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что ключи выполнены с возможность коммутации параллельных резисторов с источником опорного напряжения или с заземлением в зависимости от значения соответствующего разряда цифрового кода.2. The digital-to-analog converter according to claim 1, characterized in that the keys are configured to switch parallel resistors to a reference voltage source or to ground, depending on the value of the corresponding digit of the digital code.
RU2018102814U 2018-01-25 2018-01-25 DIGITAL ANALOGUE CONVERTER RU180208U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102814U RU180208U1 (en) 2018-01-25 2018-01-25 DIGITAL ANALOGUE CONVERTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102814U RU180208U1 (en) 2018-01-25 2018-01-25 DIGITAL ANALOGUE CONVERTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU180208U1 true RU180208U1 (en) 2018-06-06

Family

ID=62561014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018102814U RU180208U1 (en) 2018-01-25 2018-01-25 DIGITAL ANALOGUE CONVERTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU180208U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155444C1 (en) * 1999-04-23 2000-08-27 Ермолаев Дмитрий Сергеевич Digital-to-analog converter with reference voltage division
US20110205097A1 (en) * 2005-09-26 2011-08-25 Sony Corporation Digital-to-analog converter, analog-to-digital converter, and semiconductor device
RU146932U1 (en) * 2014-04-25 2014-10-20 Леонид Анатольевич Бурцев DIGITAL ANALOG CONVERTER
US20150014516A1 (en) * 2005-08-22 2015-01-15 Sony Corporation Da converter, ad converter, and semiconductor device
RU2602396C1 (en) * 2015-10-09 2016-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ФГБОУВО ЮЗГУ) Digital-to-analogue converter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155444C1 (en) * 1999-04-23 2000-08-27 Ермолаев Дмитрий Сергеевич Digital-to-analog converter with reference voltage division
US20150014516A1 (en) * 2005-08-22 2015-01-15 Sony Corporation Da converter, ad converter, and semiconductor device
US20110205097A1 (en) * 2005-09-26 2011-08-25 Sony Corporation Digital-to-analog converter, analog-to-digital converter, and semiconductor device
RU146932U1 (en) * 2014-04-25 2014-10-20 Леонид Анатольевич Бурцев DIGITAL ANALOG CONVERTER
RU2602396C1 (en) * 2015-10-09 2016-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ФГБОУВО ЮЗГУ) Digital-to-analogue converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6897794B2 (en) All-analog calibration of sting-DAC linearity: application to high voltage processes
US8310388B2 (en) Subrange analog-to-digital converter and method thereof
CN101425805B (en) High resolution small area A/D conversion circuit
WO2011081966A3 (en) Reduced area digital-to-analog converter
CN112751566A (en) Redundant successive approximation type analog-to-digital converter and operation method thereof
KR20000014400A (en) Digital/analog convertor
CN102130688A (en) Resistance network type digital to analog converter structure
IES970941A2 (en) A mismatch noise shaper for DAC-subDAC structures
RU146932U1 (en) DIGITAL ANALOG CONVERTER
RU180208U1 (en) DIGITAL ANALOGUE CONVERTER
EP1050970A2 (en) Digital-to-analog converter
Hirai et al. Nonlinearity analysis of resistive ladder-based current-steering digital-to-analog converter
CN108604901B (en) D/A converter and A/D converter
RU2335844C2 (en) Analog-to-digital converter and method of calibration thereof
JP4671766B2 (en) Digital-analog converter and digital-analog conversion method
RU2389133C1 (en) Parallel analog-digital converter of dynamic type (versions)
WO2019147167A1 (en) Digital-to-analog converter
WO2019147166A1 (en) Method of manufacturing a digital-to-analog converter
US7046182B1 (en) DAC having switchable current sources and resistor string
Li et al. A novel 20-bit R-2R DAC structure based on ordered element matching
JP2001127634A (en) D/a converter
US6337646B1 (en) Digital to analog converter with nonlinear error compensation
RU2622623C1 (en) Method for digital-to-analogue conversion
RU164160U1 (en) DIGITAL ANALOG CONVERTER DEVICE
JP6474627B2 (en) Data weighted average circuit and digital-analog converter having the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200126