RU2713758C1 - Digital-to-analogue converter - Google Patents

Digital-to-analogue converter Download PDF

Info

Publication number
RU2713758C1
RU2713758C1 RU2019109143A RU2019109143A RU2713758C1 RU 2713758 C1 RU2713758 C1 RU 2713758C1 RU 2019109143 A RU2019109143 A RU 2019109143A RU 2019109143 A RU2019109143 A RU 2019109143A RU 2713758 C1 RU2713758 C1 RU 2713758C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
digital
transformers
operational amplifiers
analog converter
analog converters
Prior art date
Application number
RU2019109143A
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 RU2019109143A priority Critical patent/RU2713758C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2713758C1 publication Critical patent/RU2713758C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H03M1/72—Sequential conversion in series-connected stages
    • 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
    • H03M1/74—Simultaneous conversion
    • H03M1/742—Simultaneous conversion using current sources as quantisation value generators
    • H03M1/747—Simultaneous conversion using current sources as quantisation value generators with equal currents which are switched by unary decoded digital signals

Landscapes

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

Abstract

FIELD: electronic equipment.
SUBSTANCE: group of inventions relates to digital-to-analogue converters and can be used in devices for converting a digital code into an analogue voltage. In one version, the device comprises transformers with primary and secondary windings, reference voltage source and switches, wherein transformers have transformation coefficients corresponding to 2N-1, where N is serial number of digit of corresponding transformer code, to one ends of primary windings of transformers are connected operational amplifiers, and to the other earthing, wherein the inputs of the operational amplifiers are connected to keys configured to switch the inputs of the operational amplifiers to the reference voltage source or grounding in accordance with the digit value of the digit, secondary windings of transformers are combined into a common circuit, which is connected on one side to the earthing, and to the output terminal on the other side.
EFFECT: high accuracy of digital-to-analog conversion, as well as reducing the number and range of used electronic elements.
8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к цифроаналоговым преобразователям и может быть использовано в устройствах преобразования цифрового кода в аналоговое напряжение. [Н03М 1/66]The invention relates to digital-to-analog converters and can be used in devices for converting a digital code into an analog voltage. [H03M 1/66]

Известны различные типы цифроаналоговых преобразователей [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.Various types of digital-to-analog converters are known [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 based on the conversion of frequency to voltage.

К недостаткам известных цифроаналоговых преобразователей можно отнести технологическую сложность и дороговизну изготовления прецизионных резистивных матриц, а второго типа цифроаналоговых преобразователей - недостаточную точность и линейность характеристики преобразования.The disadvantages of the known digital-to-analog converters include the technological complexity and the high cost of manufacturing precision resistive matrices, and the second type of digital-to-analog converters is the lack of accuracy and linearity of the conversion characteristics.

Также из уровня техники известен ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ [RU 146932 U1, опубл. 20.10.2014 г.], содержащий n-разрядный регистр, отличающийся тем, что содержит дополнительный n-разрядный регистр, к входам регистров подключены соответствующие выходы блока управления, а к выходам регистров подключены n-разрядные резисторные R-2R-матрицы, одна пара выходов резисторных матриц через резисторы с сопротивлением 2⋅R Ом подключена к заземлению, а другая пара выходов матриц подключена к входам трансформатора, вход блока управления является входом цифроаналогового преобразователя, а его выходом является выход трансформатора.Also known in the prior art is the DIGITAL ANALOG CONVERTER [RU 146932 U1, publ. October 20, 2014], containing an n-bit register, characterized in that it contains an additional n-bit register, the corresponding outputs of the control unit are connected to the inputs of the registers, and n-bit resistor R-2R matrices are connected to the outputs of the registers, one pair the outputs of the resistor matrices through resistors with a resistance of 2⋅R Ohm is connected to ground, and the other pair of outputs of the matrices is connected to the inputs of the transformer, the input of the control unit is the input of the digital-to-analog converter, and its output is the output of the transformer.

Недостатком данного аналога также является применение резистивных матриц, которые характеризуются повышенными требованиями к точности задания номинала используемых резисторов небольшим сроком службы, а также нестабильностью номиналов сопротивлений резисторов вследствие влияния внешних факторов, например, температуры и атмосферного давления.The disadvantage of this analogue is the use of resistive matrices, which are characterized by increased requirements for the accuracy of the nominal value of the used resistors with a short service life, as well as the instability of the resistor values due to external factors, such as temperature and atmospheric pressure.

Наиболее близким по технической сущности является ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ДЕЛЕНИЕМ ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ [RU 2155444 С1, опубл. 27.08.2000 г.], содержащий первый источник опорного напряжения, n разрядных ячеек, каждая из которых имеет делитель опорного напряжения, n ключевых элементов, n клемм для подключения цифрового кода, соединенных с соответствующими ключевыми элементами, отличающийся тем, что он содержит дополнительный цифроаналоговый преобразователь, m дополнительных клемм для подключения цифрового кода, подключенных к дополнительному цифроаналоговому преобразователю, при этом n клемм для подключения цифрового кода соединены с дополнительным цифроаналоговым преобразователем, усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к выходу дополнительного цифроаналогового преобразователя, а инвертирующий вход его подключен к выходу делителя напряжения, выполненного на первом и втором последовательно соединенных резисторах, а его выход подключен к первому выходу выпрямительного моста, второй источник переменного опорного напряжения, делитель опорного напряжения каждого из n разрядных ячеек выполнен в виде трансформатора напряжения с последовательно соединенными первой и второй первичными обмотками и вторичной обмоткой, при этом вторичные обмотки трансформаторов всех n разрядных ячеек соединены последовательно, каждая из n разрядных ячеек содержит первый диод, анод которого соединен с первым источником опорного напряжения, выполненным в виде источника переменного опорного напряжения, катод первого диода соединен с началом первой первичной обмотки соответствующего трансформатора, второй диод, анод которого соединен со вторым источником переменного опорного напряжения, а катод его соединен с концом второй первичной обмотки соответствующего трансформатора, шунтирующий диод, анод которого соединен с общей точкой последовательно соединенных первой и второй первичных обмоток соответствующего трансформатора и через соответствующий ключевой элемент - с шиной заземления, катод шунтирующего диода соединен с шиной питания, а первый вход выпрямительного моста соединен с началом вторичной обмотки трансформатора первой разрядной ячейки, второй вход выпрямительного моста соединен с концом вторичной обмотки трансформатора n-й разрядной ячейки, а второй выход соединен с сопротивлением нагрузки, подключенным к шине заземления, и первым резистором делителя напряжения, второй резистор делителя напряжения соединен с шиной заземления и параллельно соединен с конденсатором.The closest in technical essence is the DIGITAL ANALOGUE CONVERTER WITH DIVISION OF THE SUPPORT VOLTAGE [RU 2155444 C1, publ. August 27, 2000], containing the first source of the reference voltage, n bit cells, each of which has a voltage divider, n key elements, n terminals for connecting a digital code connected to the corresponding key elements, characterized in that it contains an additional digital-to-analog converter, m additional terminals for connecting a digital code connected to an additional digital-to-analog converter, while n terminals for connecting a digital code are connected to an additional digital-to-analog a converter, an amplifier whose non-inverting input is connected to the output of an additional digital-to-analog converter, and its inverting input is connected to the output of a voltage divider made on the first and second series-connected resistors, and its output is connected to the first output of the rectifier bridge, the second source of alternating reference voltage, divider the reference voltage of each of the n bit cells is made in the form of a voltage transformer with the first and second primary coils and a secondary winding, while the secondary windings of the transformers of all n bit cells are connected in series, each of the n bit cells contains a first diode, the anode of which is connected to the first source of the reference voltage, made in the form of a source of alternating reference voltage, the cathode of the first diode is connected to the beginning of the first the primary winding of the corresponding transformer, a second diode, the anode of which is connected to the second source of alternating voltage reference, and its cathode is connected to the end of the second primary winding and a corresponding transformer, a shunt diode, the anode of which is connected to the common point of the first and second primary windings of the corresponding transformer and through the corresponding key element to the ground bus, the cathode of the shunt diode is connected to the power bus, and the first input of the rectifier bridge is connected to the beginning of the secondary winding transformer of the first discharge cell, the second input of the rectifier bridge is connected to the end of the secondary winding of the transformer of the nth discharge cell, and the second output is Din with a load resistance connected to the ground bus, and the first resistor of the voltage divider, the second resistor of the voltage divider is connected to the ground bus and in parallel is connected to the capacitor.

Основной технической проблемой прототипа является использование большого количества диодов, 2 источников опорного переменного напряжения, а также 3 точек подключения к первичным обмоткам трансформаторов, что усложняет конструктивное исполнение, а также снижает точность цифроаналогового преобразования.The main technical problem of the prototype is the use of a large number of diodes, 2 sources of AC reference voltage, as well as 3 points of connection to the primary windings of transformers, which complicates the design and also reduces the accuracy of digital-to-analog conversion.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype.

Техническим результатом изобретения является сокращение количества и номенклатуры используемых электронных элементов, а также повышение точности цифроаналового преобразования.The technical result of the invention is to reduce the number and range of electronic components used, as well as improving the accuracy of digital-to-analog conversion.

Указанный технический результат достигается за счет того, что цифроаналоговый преобразователь, содержащий трансформаторы с первичной и вторичной обмотками, источник опорного напряжения и ключи, отличающийся тем, что у трансформаторов коэффициенты трансформации соответствуют 2N-1, где N - порядковый номер разряда цифрового кода соответствующего трансформатора, к одним концам первичных обмоток трансформаторов подключены операционные усилители, а к другим заземления, при этом к входам операционных усилителей подключены ключи, выполненные с возможностью коммутации входов операционных усилителей с источником опорного напряжения или заземлением в соответствии со значением разряда цифрового кода, вторичные обмотки трансформаторов объединены в общую цепь, которая с одной стороны подключена к заземлению, а с другой к выходной клемме.The specified technical result is achieved due to the fact that the digital-to-analog converter containing transformers with primary and secondary windings, a voltage reference source and switches, characterized in that the transformers have transformation coefficients corresponding to 2 N-1 , where N is the digit number of the corresponding transformer , operational amplifiers are connected to one end of the primary windings of the transformers, and grounding to the other, while the keys made With the possibility of switching the inputs of operational amplifiers with a reference voltage source or grounding in accordance with the digit of the digital code, the secondary windings of the transformers are combined into a common circuit, which is connected to ground on one side and to the output terminal on the other.

В частности, трансформаторы содержат сердечники.In particular, transformers contain cores.

В частности, однотипные цифроаналоговые преобразователи с небольшой разрядностью объединены в цифроаналоговые преобразователи с большей и кратной им разрядностью, при этом выходы цифроаналоговых преобразователей с небольшой разрядностью через операционные усилители подключены к одним концам первичных обмоток трансформаторов, к другим концам которых подключены заземления, при этом вторичные обмотки трансформаторов объединены в общую цепь, которая с одной стороны подключена к заземлению, а с другой к выходной клемме.In particular, the same type of digital-to-analog converters with small bit capacity are combined into digital-to-analog converters with a larger and multiple bit capacity, while the outputs of digital-to-analog converters with small bit capacity are connected via operational amplifiers to one end of the primary windings of the transformers, to the other ends of which grounding is connected, while the secondary windings transformers are combined in a common circuit, which is connected to ground on one side and to the output terminal on the other.

В частности, разрядность цифроаналоговых преобразователей с небольшой разрядностью составляет 2, 4 или 8 разрядов.In particular, the capacity of digital-to-analog converters with small capacity is 2, 4 or 8 bits.

Указанный технический результат достигается за счет того, что цифроаналоговый преобразователь, содержащий трансформаторы с первичной и вторичной обмотками, источник опорного напряжения и ключи, отличающийся тем, что у трансформаторов коэффициенты трансформации соответствуют 2N-1, где N - порядковый номер разряда цифрового кода соответствующего трансформатора, к одним концам первичных обмоток трансформаторов подключены заземления, а к другим последовательно соединенные ключи и операционные усилители, при этом ключи выполнены с возможностью коммутации первичных обмоток с источником опорного напряжения или заземлением в соответствии со значением разряда цифрового кода, к концам вторичных обмоток трансформаторов подключены заземления и резисторы номиналом R Ом, выходы которых объединены в общую цепь, которая подключена к выходной клемме.The specified technical result is achieved due to the fact that the digital-to-analog converter containing transformers with primary and secondary windings, a voltage reference source and switches, characterized in that the transformers have transformation coefficients corresponding to 2 N-1 , where N is the digit number of the corresponding transformer , grounding is connected to one end of the primary windings of the transformers, and keys and operational amplifiers are connected in series to the other, while the keys are made with possible by switching primary windings with a reference voltage source or grounding in accordance with the digital code discharge value, grounding and resistors of R Ohm rating are connected to the ends of the transformer secondary windings, the outputs of which are combined into a common circuit that is connected to the output terminal.

В частности, трансформаторы содержат сердечники.In particular, transformers contain cores.

В частности, однотипные цифроаналоговые преобразователи с небольшой разрядностью объединены в цифроаналоговые преобразователи с большей и кратной им разрядностью, при этом выходы цифроаналоговых преобразователей с небольшой разрядностью через операционные усилители подключены к первичным обмоткам трансформаторов, к которым также подключены заземления, к концам вторичных обмоток трансформаторов подключены заземления и резисторы номиналом R Ом, выходы которых объединены в общую цепь, которая подключена к выходной клемме.In particular, the same type of digital-to-analog converters with small bit capacity are combined into digital-to-analog converters with a larger and multiple bit capacity, while the outputs of digital-to-analog converters with small bit capacity are connected via operational amplifiers to the primary windings of the transformers, to which grounding is also connected, and to the ends of the secondary windings of the transformers and resistors of R ohm rating, the outputs of which are combined in a common circuit that is connected to the output terminal.

В частности, разрядность цифроаналоговых преобразователей с небольшой разрядностью составляет 2, 4 или 8 разрядов.In particular, the capacity of digital-to-analog converters with small capacity is 2, 4 or 8 bits.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На фиг. 1 показана схема 1 варианта реализации цифроаналогового преобразователя с последовательным соединением вторичных обмоток трансформаторов. На фиг. 2 показана схема 2 варианта реализации цифроаналогового преобразователя с параллельным соединением вторичных обмоток трансформаторов через сопротивления. На фиг. 3 показана блок-схема цифроаналогового преобразователя из группы цифроаналоговых преобразователей меньшей размерности.In FIG. 1 shows a diagram 1 of an embodiment of a digital-to-analog converter with a serial connection of the secondary windings of transformers. In FIG. 2 shows a diagram 2 of an implementation of a digital-to-analog converter with a parallel connection of the secondary windings of transformers through resistances. In FIG. Figure 3 shows a block diagram of a digital-to-analog converter from a group of smaller digital-to-analog converters.

На схемах обозначено: 1 - трансформаторы, 2 - первичные обмотки трансформаторов, 3 -вторичные обмотки трансформаторов, 4 - операционные усилители; 5 - заземления, 6 - ключи, 7 - источник опорного напряжения, 8 - выходная клемма, 9 - резисторы номиналом R Ом, 10 - 4-разрядные цифроаналоговые преобразователи.The diagrams indicate: 1 - transformers, 2 - primary windings of transformers, 3 - secondary windings of transformers, 4 - operational amplifiers; 5 - grounding, 6 - keys, 7 - reference voltage source, 8 - output terminal, 9 - resistors of R Ohm rating, 10 - 4-bit digital-to-analog converters.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

По первому варианту реализации цифроаналоговый преобразователь (см. Фиг. 1) содержит трансформаторы 1 с первичными 2 и вторичными обмотками 3, коэффициенты трансформации которых соответствуют 2N-1, где N - порядковый номер разряда цифрового кода соответствующего трансформатора. Таким образом, коэффициенты трансформации начиная с верхнего - первого трансформатора 1 соответственно составляют: 1:1, 2:1, 4:1, 8:1.According to the first embodiment, the digital-to-analog converter (see Fig. 1) contains transformers 1 with primary 2 and secondary windings 3, the transformation coefficients of which correspond to 2 N-1 , where N is the serial number of the digit of the digital code of the corresponding transformer. Thus, the transformation ratios from the top to the first transformer 1, respectively, are: 1: 1, 2: 1, 4: 1, 8: 1.

К одним концам первичных обмоток 2 трансформаторов 1 подключены операционные усилители 4, а к другим заземления 5. К входам операционных усилителей 4 подключены ключи 6, выполненные с возможностью коммутации входов операционных усилителей 4 с источником опорного напряжения 7 - U+ или заземлением 5 в соответствии со значением разряда цифрового кода.Operational amplifiers 4 are connected to one end of the primary windings of 2 transformers 1, and grounding is connected to the other 5. The keys 6 are connected to the inputs of the operational amplifiers 4, which are capable of switching the inputs of the operational amplifiers 4 with a reference voltage source 7 - U + or grounding 5 in accordance with digit code value.

Вторичные обмотки 3 трансформаторов объединены в общую цепь, которая с одной стороны подключена к заземлению 5, а с другой к выходной клемме 8 - Vвых.The secondary windings of 3 transformers are combined into a common circuit, which is connected to ground 5 on the one hand and V output on the other .

Операционные усилители 4 обеспечивают усиление опорного напряжения перед подачей его на первичные обмотки 2 трансформаторов 1.Operational amplifiers 4 provide amplification of the reference voltage before applying it to the primary windings 2 of the transformers 1.

По второму варианту реализации цифроаналоговый преобразователь (см. Фиг. 2) также содержит трансформаторы 1 с первичными 2 и вторичными обмотками 3, коэффициенты трансформации которых соответствуют 2N-1, где N - порядковый номер разряда цифрового кода соответствующего трансформатора. Таким образом, коэффициенты трансформации начиная с верхнего - первого трансформатора 1 соответственно составляют: 1:1, 2:1, 4:1, 8:1.According to the second embodiment, the digital-to-analog converter (see Fig. 2) also contains transformers 1 with primary 2 and secondary windings 3, the transformation coefficients of which correspond to 2 N-1 , where N is the sequence number of the digit of the digital code of the corresponding transformer. Thus, the transformation ratios from the top to the first transformer 1, respectively, are: 1: 1, 2: 1, 4: 1, 8: 1.

К одним концам первичных обмоток 2 трансформаторов 1 подключены операционные усилители 4, а к другим заземления 5. К входам операционных усилителей 4 подключены ключи 6, выполненные с возможностью коммутации первичных обмоток 2 с источником опорного напряжения 7 - U+ или заземлением 5 в соответствии со значением разряда цифрового кода.Operational amplifiers 4 are connected to one end of the primary windings of 2 transformers 1, and grounding is connected to the other 5. The keys 6 are made to the inputs of operational amplifiers 4, which are capable of switching the primary windings 2 with a reference voltage source 7 - U + or grounding 5 in accordance with the value discharge digital code.

К концам вторичных обмоток 3 трансформаторов 1 подключены заземления 5 и резисторы 9 номиналом R Ом, выходы которых объединены в общую цепь, которая подключена к выходной клемме 8 - Vвых.The ends of the secondary windings 3 of transformers 1 are connected to ground 5 and resistors 9 of R R value, the outputs of which are combined into a common circuit, which is connected to the output terminal 8 - V output .

По 1 и 2 вариантам реализации операционные усилители 4, могут являться, например, повторителями или усиливать напряжение. Усилители 4 согласуют выходные сопротивления ключей 6 и сопротивления первичных обмоток 2 трансформаторов 1. Указанные варианты реализации цифроаналоговых преобразователей могут объединяться в цифроаналоговые преобразователи большей размерности (см. Фиг. 3), например, из 4 цифроаналоговых преобразователей 10 с одинаковыми входными цепями D1-D4, выполненных по первому варианту реализации (см. Фиг. 3), выходы которых через операционные усилители 4 подключены к трансформаторам 1, выполненным также по первому варианту реализации. Таким образом формируется 16-разрядный цифроаналоговый преобразователь с входами R1-R16.According to 1 and 2 implementation options, operational amplifiers 4 can be, for example, repeaters or amplify the voltage. Amplifiers 4 coordinate the output resistances of the switches 6 and the resistances of the primary windings 2 of the transformers 1. These embodiments of digital-to-analog converters can be combined into digital-to-analog converters of a larger dimension (see Fig. 3), for example, from 4 digital-to-analog converters 10 with the same input circuits D1-D4, made according to the first embodiment (see Fig. 3), the outputs of which through operational amplifiers 4 are connected to transformers 1, also made according to the first embodiment. Thus, a 16-bit digital-to-analog converter with inputs R1-R16 is formed.

Цифроаналоговый преобразователь используется следующим образом.The digital-to-analog converter is used as follows.

Для всех вариантов реализации пусть напряжение, соответствующее младшему разряду цифрового кода, составляет 1 В, при этом работу цифроаналоговых преобразователей поясним преобразованием цифрового кода «1101» в аналоговое напряжение. Для этого ключи 6 устанавливают в соответствии со значениями цифрового кода, при этом первый, второй и четвертый ключи 6, начиная с верхнего замыкают на источник опорного напряжения 7, а третий сверху ключ 6 замыкают на заземление.For all implementations, let the voltage corresponding to the least significant digit of the digital code be 1 V, while the operation of the digital-to-analog converters will be explained by converting the digital code “1101” into an analog voltage. To do this, the keys 6 are set in accordance with the values of the digital code, while the first, second and fourth keys 6, starting from the top, are closed to the voltage reference 7, and the third key from the top 6 is closed to ground.

После этого у цифроаналогово преобразователя по первому варианту реализации на выходных обмотках 3 трансформаторов 1 формируется следующие напряжения начиная с верхнего: на вторичной обмотке 2 первого трансформатора 1 - 1 В, на вторичной обмотке 2 второго трансформатора 1 - 0,5 В, на вторичной обмотке 2 четвертого трансформатора 1 - 0,125 В. При этом данные напряжения в выходной шине складываются и на выходной клемме 8 формируется напряжение 1,625 В, соответствующее заданному цифровому коду «1101».After that, the digital-to-analog converter according to the first embodiment, the following voltages are formed on the output windings of 3 transformers 1 from the top: on the secondary winding 2 of the first transformer 1 - 1 V, on the secondary winding 2 of the second transformer 1 - 0.5 V, on the secondary winding 2 the fourth transformer 1 - 0.125 V. In this case, the voltage data in the output bus are added up and a voltage of 1.625 V corresponding to the given digital code “1101” is formed on the output terminal 8.

У цифроаналогово преобразователя по второму варианту реализации на выходных обмотках 3 трансформаторов 1 также формируются напряжения, соответствующие их коэффициентам трансформации, которые на выходной клемме 8 складываются с учетом ослабления, вносимого параллельными резисторами 9 номиналом R Ом.In the digital-to-analog converter according to the second embodiment, voltages corresponding to their transformation coefficients are also formed on the output windings 3 of the transformers 1, which are added to the output terminal 8 taking into account the attenuation introduced by the parallel resistors 9 of the nominal value of R Ohm.

Рассмотренные цифроаналоговые преобразователи могут быть объединены для построения цифроаналогово преобразователя большей разрядности.The considered digital-to-analog converters can be combined to build a digital-to-analog converter of higher bit depth.

Для чего, например, можно объединить 4 4-разрядных цифроаналоговых преобразователя 10, выполненных по первому варианту реализации (см. Фиг. 3), выходы которых через операционные усилители 4 подключены к трансформаторам 1, выполненным по первому варианту реализации.For this, for example, it is possible to combine 4 4-bit digital-to-analog converters 10 made according to the first embodiment (see Fig. 3), the outputs of which are connected via operational amplifiers 4 to transformers 1 made according to the first embodiment.

Цифроаналоговые преобразователи 10 производят промежуточное суммирование выходных напряжений групп разрядов R1-R4, R5-R8, R9-R12, R13-R16 цифрового кода, после чего операционные усилители 4 согласуют выходные сопротивления цифроаналоговых преобразователей 10 и подают их на трансформаторы 1, которые производят окончательное суммирование и на выходной клемме формируют напряжение, соответствующее значению цифрового кода R1-R16.The digital-to-analog converters 10 summarize the output voltages of the groups of bits R1-R4, R5-R8, R9-R12, R13-R16 of the digital code, after which the operational amplifiers 4 coordinate the output resistances of the digital-to-analog converters 10 and feed them to the transformers 1, which produce the final summation and a voltage corresponding to the value of the digital code R1-R16 is generated at the output terminal.

Заявленный технический результат изобретения достигается за счет использования трансформаторов 1 с коэффициентами трансформации - для первого варианта реализации 2N-1:1 и для второго варианта реализации 2N-1:1 и последующего сложения напряжений на выходных обмотка 3 трансформаторов 1 для первого варианта реализации и за счет ослабления резисторами номиналом R Ом и последующим сложением для второго варианта реализации.The claimed technical result of the invention is achieved through the use of transformers 1 with transformation ratios for the first embodiment 2 N-1 : 1 and for the second embodiment 2 N-1 : 1 and the subsequent addition of voltage at the output winding 3 of transformers 1 for the first embodiment and due to attenuation by resistors with a nominal value of R Ohm and subsequent addition for the second embodiment.

Заявленные технические решения позволяют с высокой точностью осуществлять цифроаналоговое преобразование с использованием минимального количества и номенклатуры электронных элементов.The claimed technical solutions allow high-precision digital-to-analog conversion using the minimum number and range of electronic elements.

Claims (8)

1. Цифроаналоговый преобразователь, содержащий трансформаторы с первичной и вторичной обмотками, источник опорного напряжения и ключи, отличающийся тем, что у трансформаторов коэффициенты трансформации соответствуют 2N-1, где N - порядковый номер разряда цифрового кода соответствующего трансформатора, к одним концам первичных обмоток трансформаторов подключены операционные усилители, а к другим заземления, при этом к входам операционных усилителей подключены ключи, выполненные с возможностью коммутации входов операционных усилителей с источником опорного напряжения или заземлением в соответствии со значением разряда цифрового кода, вторичные обмотки трансформаторов объединены в общую цепь, которая с одной стороны подключена к заземлению, а с другой к выходной клемме.1. A digital-to-analog converter containing transformers with primary and secondary windings, a voltage reference source and switches, characterized in that the transformers have transformation coefficients corresponding to 2 N-1 , where N is the digit number of the digital code of the corresponding transformer, to one end of the transformer primary windings operational amplifiers are connected, and grounding to other ones, while keys made with the possibility of switching inputs of operational amplifiers are connected to the inputs of operational amplifiers with a reference voltage source or ground in accordance with the digit of the digital code, the secondary windings of the transformers are combined into a common circuit, which is connected to ground on one side and to the output terminal on the other. 2. Цифроаналоговый преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что трансформаторы содержат сердечники.2. The digital-to-analog converter according to claim 1, characterized in that the transformers contain cores. 3. Цифроаналоговый преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что однотипные цифроаналоговые преобразователи с небольшой разрядностью объединены в цифроаналоговые преобразователи с большей и кратной им разрядностью, при этом выходы цифроаналоговых преобразователей с небольшой разрядностью через операционные усилители подключены к одним концам первичных обмоток трансформаторов, к другим концам которых подключены заземления, при этом вторичные обмотки трансформаторов объединены в общую цепь, которая с одной стороны подключена к заземлению, а с другой к выходной клемме.3. The digital-to-analog converter according to claim 1, characterized in that the same-type digital-to-analog converters with small bit capacity are combined into digital-to-analog converters with a higher and multiple digit capacity, while the outputs of the digital-to-analog converters with small bit capacity are connected via operational amplifiers to one end of the transformer primary windings, to the other ends of which are connected to the ground, while the secondary windings of the transformers are combined into a common circuit, which is connected to the ground on one side to the output terminal. 4. Цифроаналоговый преобразователь по п. 3, отличающийся тем, что разрядность цифроаналоговых преобразователей с небольшой разрядностью составляет 2, 4 или 8 разрядов.4. The digital-to-analog converter according to claim 3, characterized in that the bit depth of the digital-to-analog converters with a small bit capacity is 2, 4 or 8 bits. 5. Цифроаналоговый преобразователь, содержащий трансформаторы с первичной и вторичной обмотками, источник опорного напряжения и ключи, отличающийся тем, что у трансформаторов коэффициенты трансформации соответствуют 2N-1, где N - порядковый номер разряда цифрового кода соответствующего трансформатора, к одним концам первичных обмоток трансформаторов подключены заземления, а к другим последовательно соединенные ключи и операционные усилители, при этом ключи выполнены с возможностью коммутации первичных обмоток с источником опорного напряжения или заземлением в соответствии со значением разряда цифрового кода, к концам вторичных обмоток трансформаторов подключены заземления и резисторы номиналом R Ом, выходы которых объединены в общую цепь, которая подключена к выходной клемме.5. A digital-to-analog converter containing transformers with primary and secondary windings, a voltage reference source and switches, characterized in that the transformer coefficients for the transformers correspond to 2 N-1 , where N is the discharge number of the digital code of the corresponding transformer, to one end of the transformer primary windings grounding is connected, and to the other are serially connected keys and operational amplifiers, while the keys are made with the possibility of switching the primary windings with the source of the reference conjugation or grounding in accordance with the digital code value of the discharge, to the ends of the secondary windings of the transformers are connected ground and resistor R ohms, whose outputs are combined in a common circuit, which is connected to the output terminal. 6. Цифроаналоговый преобразователь по п. 5, отличающийся тем, что трансформаторы содержат сердечники.6. The digital-to-analog converter according to claim 5, characterized in that the transformers contain cores. 7. Цифроаналоговый преобразователь по п. 5, отличающийся тем, что однотипные цифроаналоговые преобразователи с небольшой разрядностью объединены в цифроаналоговые преобразователи с большей и кратной им разрядностью, при этом выходы цифроаналоговых преобразователей с небольшой разрядностью через операционные усилители подключены к первичным обмоткам трансформаторов, к которым также подключены заземления, к концам вторичных обмоток трансформаторов подключены заземления и резисторы номиналом R Ом, выходы которых объединены в общую цепь, которая подключена к выходной клемме.7. The digital-to-analog converter according to claim 5, characterized in that the same-type digital-to-analog converters with small bit capacity are combined into digital-to-analog converters with a higher and multiple digit capacity, while the outputs of the digital-to-analog converters with small bit capacity are connected via operational amplifiers to the primary windings of the transformers, to which also connected grounding, to the ends of the secondary windings of transformers connected grounding and resistors of R Ohm rating, the outputs of which are combined into a common circuit b which is connected to the output terminal. 8. Цифроаналоговый преобразователь по п. 7, отличающийся тем, что разрядность цифроаналоговых преобразователей с небольшой разрядностью составляет 2, 4 или 8 разрядов.8. The digital-to-analog converter according to claim 7, characterized in that the bit depth of the digital-to-analog converters with a small bit capacity is 2, 4 or 8 bits.
RU2019109143A 2019-03-29 2019-03-29 Digital-to-analogue converter RU2713758C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109143A RU2713758C1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Digital-to-analogue converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109143A RU2713758C1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Digital-to-analogue converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2713758C1 true RU2713758C1 (en) 2020-02-07

Family

ID=69624727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019109143A RU2713758C1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Digital-to-analogue converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2713758C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2150784C1 (en) * 1999-04-23 2000-06-10 Ермолаев Дмитрий Сергеевич Digital-to-analog converter with reference voltage scaling
RU2155444C1 (en) * 1999-04-23 2000-08-27 Ермолаев Дмитрий Сергеевич Digital-to-analog converter with reference voltage division
US20090079610A1 (en) * 2007-09-20 2009-03-26 Seung-Woo Kim Digital-to-analog converter (dac)
US8674867B1 (en) * 2012-11-29 2014-03-18 Intel Mobile Communications GmbH Capacitive radio-frequency digital-to-analog converter with a switched load
RU146932U1 (en) * 2014-04-25 2014-10-20 Леонид Анатольевич Бурцев DIGITAL ANALOG CONVERTER

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2150784C1 (en) * 1999-04-23 2000-06-10 Ермолаев Дмитрий Сергеевич Digital-to-analog converter with reference voltage scaling
RU2155444C1 (en) * 1999-04-23 2000-08-27 Ермолаев Дмитрий Сергеевич Digital-to-analog converter with reference voltage division
US20090079610A1 (en) * 2007-09-20 2009-03-26 Seung-Woo Kim Digital-to-analog converter (dac)
US8674867B1 (en) * 2012-11-29 2014-03-18 Intel Mobile Communications GmbH Capacitive radio-frequency digital-to-analog converter with a switched load
RU146932U1 (en) * 2014-04-25 2014-10-20 Леонид Анатольевич Бурцев DIGITAL ANALOG CONVERTER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102001762B1 (en) DAC capacitance array, SAR-type analog-to-digital converter and method of reducing power consumption
KR100304955B1 (en) Digital to analog converter
CN101425805B (en) High resolution small area A/D conversion circuit
US6346899B1 (en) Analog current mode D/A converter using transconductors
US6509857B1 (en) Digital-to-analog converting method and digital-to-analog converter
US6037889A (en) Method to enhance the speed and improve the integral non-linearity matching of multiple parallel connected resistor string based digital-to-analog converters
RU146932U1 (en) DIGITAL ANALOG CONVERTER
RU2713758C1 (en) Digital-to-analogue converter
US4571574A (en) Analogue to digital converter
US3396380A (en) Digital-analogue signal converter
TW445725B (en) A/D converter circuit
CN109586726B (en) Segmented digital-to-analog converter
EP0952672A2 (en) Digital-to-analog conversion circuit and analog-to-digital conversion device using the circuit
CN103631296B (en) A kind of voltage regulator circuit system
US20110140943A1 (en) Digital-analog converter
RU2622623C1 (en) Method for digital-to-analogue conversion
KR20050116017A (en) Digital to analog converter and digital to analog converting method
KR100335864B1 (en) Digital/analog converter and digital/analog converting method
TWI240800B (en) Training circuit and method of digital analog convert and analog digital convert
RU164160U1 (en) DIGITAL ANALOG CONVERTER DEVICE
TWI763525B (en) Analog-to-digital converter and method of operating same
CN110971232A (en) Digital-to-analog converter device and current control method
CN219834120U (en) Digital-to-analog conversion circuit, digital-to-analog conversion chip and electronic equipment
TWI768973B (en) Method for calibrating currents, current control system and voltage control system
RU180208U1 (en) DIGITAL ANALOGUE CONVERTER

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210625