RU2390929C1 - Digital-to-analogue converter - Google Patents
Digital-to-analogue converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2390929C1 RU2390929C1 RU2009115226/09A RU2009115226A RU2390929C1 RU 2390929 C1 RU2390929 C1 RU 2390929C1 RU 2009115226/09 A RU2009115226/09 A RU 2009115226/09A RU 2009115226 A RU2009115226 A RU 2009115226A RU 2390929 C1 RU2390929 C1 RU 2390929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dac
- micro
- microlens
- case
- optical axis
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к цифроаналоговым преобразователям (ЦАП), может быть использовано для преобразования кодов в аналоговые сигналы.The invention relates to digital-to-analog converters (DACs), can be used to convert codes to analog signals.
Прототипом принят ЦАП [1], содержащий последовательно соединенные регистр, блок импульсных усилителей, матрицу из девяти светодиодов со светофильтрами соответствующей плотности, объектив, фотоприемник и операционный усилитель, выполняет преобразование восьмиразрядных кодов в аналоговые сигналы. Вес излучения каждого светодиода задается соответствующими плотностями нейтральных светофильтров. Объектив собирает излучение светодиодов после нейтральных светофильтров во входном окне фотоприемника, сигнал с которого поступает в операционный усилитель, с выхода которого аналоговый сигнал следует по назначению.The prototype adopted the DAC [1], which contains a series-connected register, a block of pulse amplifiers, a matrix of nine LEDs with filters of the corresponding density, a lens, a photodetector, and an operational amplifier that performs the conversion of eight-digit codes into analog signals. The radiation weight of each LED is set by the corresponding densities of the neutral filters. The lens collects the emission of the LEDs after the neutral filters in the input window of the photodetector, the signal from which goes to the operational amplifier, from the output of which the analog signal follows its intended purpose.
Суммарный поток излучения прямо пропорционален величине кода.The total radiation flux is directly proportional to the code value.
Недостаток прототипа: на матрицу светодиодов приходится основное потребление электроэнергии, она занимает основную часть объема ЦАП, препятствуя миниатюризации цифроаналового преобразователя.The disadvantage of the prototype: the matrix of LEDs accounts for the main energy consumption, it occupies the bulk of the DAC, preventing the miniaturization of the digital-to-analog converter.
Цель изобретения - снижение энергоемкости ЦАП и миниатюризация его исполнения. Техническими результатами являются снижение энергоемкости ЦАП и микротехнологическое его исполнение, достигаемое исключением матрицы светодиодов и введением в ЦАП пьезоэлектрического преобразователя.The purpose of the invention is to reduce the power consumption of the DAC and miniaturize its performance. Technical results include a reduction in the energy consumption of the DAC and its microtechnological performance, achieved by eliminating the LED matrix and introducing a piezoelectric transducer into the DAC.
Сущность изобретения в том, что в ЦАП, содержащий регистр, блок импульсных усилителей, фотоприемник и операционный усилитель, вводится пьезоэлектрический преобразователь (ПП).The essence of the invention is that in a DAC containing a register, a block of pulse amplifiers, a photodetector and an operational amplifier, a piezoelectric transducer (PP) is introduced.
Функциональная схема ЦАП на чертеже включает последовательно соединенные регистр 1, блок 2 импульсных усилителей, пьезоэлектрический преобразователь 3 (ПП), фотоприемник 4 и операционный усилитель 5. Регистр 1 восьмиразрядный, в блоке 2 импульсных усилителей восемь (по числу разрядов в регистре). ПП 3 имеет непрозрачный корпус 6 (чертеж), в котором расположен микросветодиод белого свечения 7 с микролинзой 8 на излучающей стороне, с первого по восьмой нейтральные микросветофильтры 91-8, каждый из которых имеет соответствующий коэффициент поглощения и расположенные последовательно друг за другом и по оптической оси микролинзы 8, и включает с первого по восьмой микропьезоэлементы 101-8, первые торцы которых жестко закреплены в корпусе 6, вторые свободные торцы их соответствующим образом соединены со своими нейтральными микросветофильтрами 91-8. В выходном отверстии корпуса 6 расположен фотоприемник 4 входным окном в сторону излучения микросветодиода 7, оптическая ось фотоприемника расположена по оптической оси микролинзы 8. Нейтральные микросветофильтры 91-8 каждый площадью ≈100 микрометров имеют коэффициенты поглощения поступающего излучения соответственно веса своего разряда, приведенные в таблице. Стенки корпуса 6 имеют светопоглощающее покрытие. Излучение микросветодиода 7 фокусируется микролинзой 8 и поступает на микросветофильтры 91-8. Принцип работы ПП 3 основан на том, что каждый последовательно расположенный микросветофильтр 9 поглощает часть излучения соответственно своему коэффициенту поглощения, приведенному в таблице. Значения коэффициентов поглощения соответствует принципу двоичного кода.The functional diagram of the DAC in the drawing includes series-connected register 1, block 2 of pulse amplifiers, piezoelectric transducer 3 (PP), photodetector 4 and operational amplifier 5. Register 1 is eight-bit, eight in block 2 of pulse amplifiers (by the number of bits in the register). PP 3 has an opaque housing 6 (drawing), in which there is a white LED 7 with a microlens 8 on the emitting side, from the first to the eighth neutral microfilter 9 1-8 , each of which has a corresponding absorption coefficient and arranged sequentially one after another and along the optical axis of the microlens 8 and includes the first through eighth mikropezoelementy 10 1-8, the first ends are rigidly fixed in the housing 6, the second free ends of them are jointed with its neutral mikrosvetofilt s 9 1-8. A photodetector 4 is located in the outlet opening of housing 6 with an input window toward the micro-LED 7 emission side, the optical axis of the photodetector is located along the optical axis of the microlens 8. Neutral micro-light filters 9 1-8 each with an area of ≈100 micrometers have the absorption coefficients of the incoming radiation, respectively, of their discharge weight, given in the table . The walls of the housing 6 have a light-absorbing coating. The radiation of the micro-LED 7 is focused by a microlens 8 and enters the micro-filters 9 1-8 . The principle of operation of PP 3 is based on the fact that each successively located microfilter 9 absorbs a portion of the radiation according to its absorption coefficient, shown in the table. The values of the absorption coefficients comply with the principle of binary code.
В отсутствие управляющих сигналов на входах микропьезоэлементов 101-8 микросветофильтры 91-8 перекрывают поток излучения от микросветодиода 7 до уровня ниже предела чувствительности фотоприемника 4. При поступлении на микропьезоэлемент 10 управляющего импульса с блока 2, по амплитуде соответствующего напряжению срабатывания микропьезоэлемента 10, свободный торец его совершает изгиб и поворачивает микросветофильтр 9 на 90°, поток излучения проходит без ослабления дальше. В качестве микропьезоэлементов 10 применяются трубчатые пьезоэлементы, работающие на изгиб, достоинство которых прочность и надежность [3, с.27]. При изгибе свободный торец переводит свой микросветофильтр 9 в положение, не препятствующее прохождению излучения на следующий микросветофильтр.In the absence of control signals at the inputs of the micropiezoelectric elements 10 1-8, the microfilter 9 1-8 block the radiation flux from the micro-LED 7 to a level lower than the sensitivity limit of the photodetector 4. When the micropiezoelectric element 10 receives a control pulse from block 2, the amplitude of which corresponds to the operating voltage of the micropiezoelectric element 10, free its end makes a bend and turns the microfilter 9 through 90 °, the radiation flux passes without attenuation further. As micro-piezoelectric elements 10, tubular piezoelectric elements working in bending are used, the dignity of which is strength and reliability [3, p.27]. When bending, the free end transfers its microfilter 9 to a position that does not impede the passage of radiation to the next microfilter.
Работа ЦАП.DAC operation.
В отсутствие управляющих сигналов с блока 2 микросветофильтры 9 находятся в исходном состоянии и все перекрывают поток излучения от микросветодиода 7. С приходом кода в регистр 1 сигналы поступают в соответствующие импульсные усилители блока 2, где усиливаются до соответствующей величины и поступают на входы соответствующих микропьезоэлементов 10. Свободные торцы микропьезоэлементов, на которые поступили управляющие сигналы, выполняют изгиб и поворачивают свои нейтральные микросветофильтры на 90°, освобождая свободный проход потоку излучения (чертеж).In the absence of control signals from block 2, the microfilter filters 9 are in the initial state and all block the radiation flux from the micro-LED 7. With the arrival of the code in register 1, the signals are sent to the corresponding pulse amplifiers of block 2, where they are amplified to the corresponding value and fed to the inputs of the corresponding micropiezoelectric elements 10. The free ends of the micropiezoelectric elements, to which the control signals were received, bend and rotate their neutral microfilter filters through 90 °, freeing the free passage of the flux section of (drawing).
На чертеже приведен момент преобразования кода 10110110 в аналоговый сигнал. Поток излучения, принимаемый фотоприемником 4, прямо пропорционален величине кода, поступающего в регистр 1. Заявляемый ЦАП имеет меньшую энергоемкость, чем прототип (один светодиод вместо девяти), и выполняется микроэлектронным изделием с использованием нанотехнологии.The drawing shows the moment of conversion of the code 10110110 into an analog signal. The radiation flux received by the photodetector 4 is directly proportional to the value of the code entering the register 1. The inventive DAC has a lower power consumption than the prototype (one LED instead of nine) and is performed by a microelectronic product using nanotechnology.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2275740 C1, кл. H03M 1/66, бюл. №12 от 27.04.06, прототип.1. RF patent No. 2275740 C1, cl. H03M 1/66, bull. No. 12 dated 04/27/06, prototype.
2. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства PC, 5-е изд., СПб., 2004, с.531.2. Kolesnichenko OV, Shishigin I.V. PC hardware, 5th ed., St. Petersburg, 2004, p. 531.
3. А.Ф.Плонский, В.И.Теаро. Пьезоэлектроника. М., 1979, с.26, 27.3. A.F. Plonsky, V.I. Thearo. Piezoelectronics. M., 1979, p. 26, 27.
4. И.В.Фридлянд, В.Г.Сошников. Системы автоматического регулирования в устройствах видеозаписи. М, 1988, с.118-120.4. I.V. Fridlyand, V.G. Soshnikov. Automatic control systems in video recording devices. M, 1988, p.118-120.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009115226/09A RU2390929C1 (en) | 2009-04-21 | 2009-04-21 | Digital-to-analogue converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009115226/09A RU2390929C1 (en) | 2009-04-21 | 2009-04-21 | Digital-to-analogue converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2390929C1 true RU2390929C1 (en) | 2010-05-27 |
Family
ID=42680625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009115226/09A RU2390929C1 (en) | 2009-04-21 | 2009-04-21 | Digital-to-analogue converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2390929C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562371C1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-09-10 | Леонид Анатольевич Бурцев | Method of adjustment of volume level |
RU2816696C1 (en) * | 2022-02-07 | 2024-04-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Jet-photocompensated digital-to-analogue converter |
-
2009
- 2009-04-21 RU RU2009115226/09A patent/RU2390929C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562371C1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-09-10 | Леонид Анатольевич Бурцев | Method of adjustment of volume level |
RU2816696C1 (en) * | 2022-02-07 | 2024-04-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Jet-photocompensated digital-to-analogue converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4837501B2 (en) | AD conversion circuit and photodetector | |
US8978983B2 (en) | Indicia reading apparatus having sequential row exposure termination times | |
EP1434354A3 (en) | Variable resolution A/D converter | |
WO2007042969A3 (en) | Illumination system with optical concentrator and wavelength converting element | |
CN108351252B (en) | High resolution thermopile infrared sensor array with monolithically integrated signal processing | |
RU2390929C1 (en) | Digital-to-analogue converter | |
US11706541B2 (en) | Image sensor, image-capturing apparatus, and semiconductor memory | |
CN102882604A (en) | Miniaturized multi-path two-way signal optical fiber transmission component | |
CN106989821B (en) | Light-duty optical spectrum imagers based on fiber optic imaging guides | |
SG93284A1 (en) | Transducer interface arrangement including a sigma-delta modulator with offset correction and with gain setting | |
WO2005062987A3 (en) | Multi-channel optical imaging | |
WO2006006575A1 (en) | Photodetector | |
US7388535B1 (en) | Digitizing front end for optical receiver | |
JP2005347931A5 (en) | ||
RU2390928C1 (en) | Digital-to-analogue converter | |
CN202918300U (en) | Miniaturized multi-path two-way signal optical fiber transmission component | |
CN112255620A (en) | Multi-channel peak detection integrated circuit and laser radar echo peak acquisition system | |
US9048951B2 (en) | Free space optics photodetector and transceiver | |
RU2295748C2 (en) | I/o device | |
RU2477008C1 (en) | Video camera | |
RU2275740C1 (en) | Digital-analog transformer | |
ES2366083T3 (en) | PROCEDURE FOR DETECTION OF A LIGHT SIGNAL AND LIDAR DETECTION CHAIN. | |
RU2498375C1 (en) | Code converter | |
CN216930323U (en) | Audio decoding deck circuit system | |
RU2534968C1 (en) | Frame image digitisation apparatus |