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DE2014034B2 - Digital-Analog-Umwandler - Google Patents

Digital-Analog-Umwandler

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DE2014034B2
DE2014034B2 DE2014034A DE2014034A DE2014034B2 DE 2014034 B2 DE2014034 B2 DE 2014034B2 DE 2014034 A DE2014034 A DE 2014034A DE 2014034 A DE2014034 A DE 2014034A DE 2014034 B2 DE2014034 B2 DE 2014034B2
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DE
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current
digital
transistor
transistors
voltage
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DE2014034A
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DE2014034A1 (de
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James J. Lincoln Mass. Pastoriza (V.St.A.)
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Analog Devices Inc
Original Assignee
Analog Devices Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/74Simultaneous conversion
    • H03M1/742Simultaneous conversion using current sources as quantisation value generators

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

Description

22 werden zusammengeführt zu einer Stromversorgungslettung 26, die eine geregelte Vorspannung liefert, die nicht ganz —15 Volt beträgt. Die Emitter 20 aller Puffertransistoren werden durch jeweilige Widerstände 28 (28/1 usw.) zu einer zweiten Stromversorgungsleitung 30 zusammengeführt, die eine geregelte Spannung von etwa + 15 Volt hat. Die Kollektoren 32 (32A usw.) der Puffertransistoren werden mit entsprechenden NPN-Schalttransistoren 34 (34^4 usw.) verbunden, um deren Ausgang so zu steuern, wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird.
Der Kollektor 32 jedes Puffertransistors 22 wird mit einem Ende eines entsprechenden Belastungswiderstandes 36 (36A usw.) verbunden, der einen Teil des Ausgangskreises des dazugehörigen Schalttransistors 34 ausmacht. Die anderen Enden dieser Belastungswiderstände werden gemeinsam zu einer Stromversorgungsleitung 38 von ungefähr — 60 Volt verbunden. Wenn irgendein Puffertransistor leitend ist, fließt sein Ausgangsstrom durch den dazugehörigen Belastungswiderstand 36, und der resultierende Spannungsabfall an dem Widerstand veranlaßt den Emitter 40 (40/1 usw.) des entsprechenden Schalttransistors, daß dieser beeinflußt wird, abzuschalten. Daher wird kein Strom durch einen Schalttransistor fließen, während der dazugehörige Puffertransistor leitend ist.
Wenn ein Puffertransistor 22 durch einen negativen Steuerimpuls, gekoppelt durch seine Eingangsdiode 18, abgeschaltet wird, verschwindet die Sperrspannung an dem Emitter 40 des entsprechenden Schalttransistors 34, und dieser Transistor leitet daher sofort. Der Belastungskreis jedes Schalttransistors ist so aufgebaut, daß die Höhe seines Ausgangsstromes, wenn der Transistor eingeschaltet wird, im wesentlichen gleich dem Strom ist, der vorher von dem zugehörigen Puffertransistor 22 durch den Serienwiderstand 36 geflossen ist. So werden die Arbeitsbedingungen des Schalttransistors während der Umschaltung nur sehr wenig geändert. Die Spannung des Emitters 40 kann sich z. B. nur um wenig mehr als 0,7 Volt gegenüber dem normalen Spannungsabfall an einem leitenden Transistor ändern. Diese kleine Änderung in den Arbeitsspannungen führt dazu, daß ein gleichmäßiges und rasches Umschalten sichergestellt ist.
Die Puffertransistoren 22 haben die wichtige Funktion, die Schalttransistoren 34 im wesentlichen von den vorübergehenden Einflüssen des Steuertastimpulses zu isolieren. Das bedeutet, daß solch ein Steuertastimpuls, wenn er direkt für einen Schalttransistor verwendet wird, relativ große augenblickliche Zeichenabweichungen in dem Ausgangskreis des Transistors herbeiführen würde. Das könnte zum Beispiel herrühren von der Kapazitätskopplung der Vorderflanke des Steuertastimpulses. Solche vorübergehenden Einflüsse führen Fehler in der Umwandiungsoperation herbei, besonders wenn die Umwandlungsgeschwindigkeit bis zu dem Punkt erhöht wird, an dem nicht genügend Zeil ist, die vorübergehenden Einflüsse auszuschalten. Die vorübergehenden Einflüsse eines Schaltimpulses sind etwas unregelmäßig und schwierig durch herkömmliche Schaltungen zu eliminieren.
Die einzelnen Pjffcrtransistoren setzen die vorübergehenden linflüsse der kapazitiven Kopplung au) den Schalterausgang aiii ein Minimum herab. Das Ergebnis ist eine betrachtliche Verbesserung in der Genauigkeit der Umwandlung, besonders bej hohen Geschwindigkeiten. Hinzu kommt, daß der Einsatz von Puffertransistoren es leicht möglich macht, den Umwandler mit negativen Tastimpulsen abzutasten, was
bei solchen logischen Schaltungen bevorzugt wird. Die Ausgangsströme der ersten acht Schalttransistoren 34A-34H sind durch die Auswahl des geeigneten Wertes für die damit verbundenen Belastungswiderstände 36A—36H so geregelt, daß sie exakt die
ίο gleiche Größe haben (etwa V1000 A). Ein Teil des Ausgangsstroms jedes Transistors, der leitet, ist durch eine Leitung 42 mit einer Summeneingangsklemme 44 (Fig. IA) eines Operationsverstärkers 46 gekoppelt. Die Größe dieses Stromteils ist festgelegt gemäß einem Gewichtsverhältnis 2:1, um der Ordnung des Bits zu entsprechen, das durch den betreffenden Schalttransistor dargestellt wird. Spezifiziert heißt das, die Stromverteilung des zweiten Transistors 345 ist so ausgelegt, daß sie die Hälfte dec ersten Transistors 34j4 ist. die Stromverteilung des* dritten Transistors 34C ist die Hälfte des zweiten 345 usw.
Der Ausgang des ersten Schalttransistors 34A ist direkt mit der Summeneingangsklemme 44 de^ Operationsverstärkers 46 verbunden. Daher trägt dieser Transistor seinen gesamten Ausgangsstrom. Die nächsten drei Schalttransistoren 345, 34C und 34D sind mit der Summeneingangsklemme durch einzelne gewichtete Netzwerke, die die Stromteiler 48, 50 und 52 enthalten, verbunden. Die bevorzugte Form eines Teilers besteht aus zwei Widerständen in Reihenschaltung, deren gemeinsame Verbindung mit dem Kollektor 54 des dazugehörigen Schalttransistors verbunden ist und deren freie Pole geerdet bzw. mit der Summeneingangsklemme 44 des Operationsverstärkers 46 verbunden sind. Daher wird der Strom, der durch jeden dieser drei letzteren Schalttransistoren 345, 34C und 34D beigetragen wird, bestimmt durch das Verhältnis der beiden Widerstände in dem entsprechenden Stromteiler 48,50 oder 52. und zwar so, daß für das verlangte Verhältnis 2: 1 vom einen zum nächsten gesorgt ist.
Die nächsten vier Schalttransistoren 34E-34H bilden eine zweite diskrete Gruppe. Sie sind ülie mittels eines Zwei-zu-Eins-Leiternetzwerks S1S, das aus einer Reihe von vier in Kaskade geschalteten identischen Stufen 58,60,62 und 64 besteht, mit der Summeneingangsklemme 44 des Operationsverstärkers 46 gekoppelt. Die Schnittpunkte 66, 68 und 70 zwischen den verschiedenen Stufen sind jeweils mit den Kollektoren54£, 54Fund 54G verbunden. Die rechte Endklcmme 72, die als Eingangsklemme für das Leiternetzwerk dient, ist mit Jem Kollektor S4H verbunden. 1.1 dijs^m Leiternetzwerk beträgt der ohmsche Widerstand jedes Reihenwiderstandes 74 die Hälft"; des damit verbundenen Nebenschlußwidersvandes 76. Daher wird mit jeder Stufe des Leiternetzwerks bei einem Signalfluü von rechts nach links eine im Verhältnis 2:1 abgeseifte Abnahme irgendeines Stromes erreicht, der entweder vom zugeordneten Schalttran-
(H' sistor 34 oder von der vorhergehenden 'rechten) Stufe des Leiternetzwerkes zugeführt wird.
Obwohl diese- Leiicrnetzwerk 5·τ gewisse verteilte kapazitive Einflüsse verursacht um: irgendein;: Wechselwirkung in der l·" inktion de1 zugeordneten Schalt-
ι.- transistoren 34 hervorruft, erzeugen diese Hinllüsv, verhältnismäßig kleine Folgeerscheinungen m der Gesamtumwandlungsücnauigkeit. da die davnn betroffenen [>atenbits einige Ordiiunesstuter hinter
dem signifikantesten BiI der ganzen Digitalzahl liegen. Darüber hinaus werden solche Störeffekte wenigstens einigermaßen dadurch ausgeglichen, daß die Schalttransistoren so angeordnet sind, daß jeweils gleich große Ströme erzeugt werden. Diese Anordnung gleich großer Ströme führt dazu, die Instabilität und andere Fehlerfolgen auf ein Minimum zu beschränken.
Die Belastungswiderstände 36/-36A/ der letzten Gruppe von fünf Schalttransistoren 34/-34Λ/ sind gegenseitig so angepaßt, daß das gewünschte Verhältnis 2:1 in dem durch die betreffenden Transistoren fließenden Strom eingehalten wird. Die Belastungswiderstände 28/-28/W der entsprechenden Puffertransistoren 22/-22Λ/ sind ähnlich bemessen. Das bedeutet, jeder Widerstand in der Folge hat einen ohmschen Gesamtwiderstand von ungefähr zweimal dsfTi vor! de™ in der Folge vorangehenden Widerstand. Daher ist die Größe des Stromes, der von jedem Schalttransistor 34/-34M geliefert wird, halb so groß wie die des vorangehenden Transistors, d. h. des Transistors zur Linken, wie aus der Zeichnung hervorgeht.
Die Kollektoren (54/-54/V/) von allen fünf Schalttransistoren 34/-34Λ/ dieser dritten Gruppe sind mit der Eingangsklemme 72 des Leiternetzwerks 56 verbunden. Jeder dieser Transistoren, der eingeschaltet wird, liefert daher einen entsprechend gewichteten Strombeitrag über das Leiternetzwerk zur Summeneingangsklemme 44 des Operationsverstärkers 46. Obwohl die Verwendung von Strömen unterschiedlicher Größe in jedem der Schalttransistoren 347-34M gewisse Unsymmetrien in die Umwandlungsoperation einführt, haben diese keinen wesentlichen Einfluß auf das Endergebnis, da die fünf Transistoren dieser dritten Gruppe digitale Bits liefern, die den niedrigsten Ordnungsstufen der digitalen Zahl entsprechen, d. h. den fünf am wenigsten signifikanten Bits der Gruppe. Die direkte Verbindung dieser dritten Gruppe bringt wünschenswerte Vorteile hinsichtlich einer wirtschaftlichen Konstruktion ohne wesentliche Begrenzungen in der Durchführung.
Für einige Anwendungen ist es notwendig, eine Möglichkeit der Vorzeichenänderung vorzusehen, d. h. entweder positive oder negative Analogausgangssignale entsprechend positiver oder negativer digitaler Eingangssignale zu entwickeln. Solch eine Fähigkeit kann - wie im unteren Teil der Fig. IA zu sehen ist - dadurch hergestellt werden, daß die Ausgabe des Operationsverstärkers 46 mit einem weiteren Operationsverstärker 80 gekoppelt wird und ein Auswahlschalter 82 mit zwei Schalterteilen 82/4 und 82B verwendet wird, um entweder das direkte oder invertierte Ausgangssignal auszuwählen. Der Auswahlschalter 82 wird über einen herkömmlichen Schalterantrieb 84 betrieben, der über eine Zuleitung 86 gesteuert wird, auf der ein Vorzeichenbit übertragen wird, d. h. ein Bit, welches anzeigt, ob die umzuwandelnde Zahl positiv oder negativ ist. Das Vorzeichenbit wird über einen Taktkreis (nicht abgebildet) abgetastet, der mit dem D-A-Umwandler synchronisiert ist. Wenn das geschieht, öffnet der Schalterantrieb 84 entweder den Schalterteil 82/1 oder 82B, jedoch nicht beide gleichzeitig. Das ausgewählte Analogsigna! wird auf einen Ausgangsverstärker 88 gekoppelt, der das endgültige Analog-Ausgangssignal des Umwandlers liefert.
Da es nicht schnell genug möglich ist, einen genauen Gleichlauf zwischen der Arbeitsweise des Schalters 82 und dem Abtasten des Speicherregisters 10 zu gewährleisten, können vorübergehende Fehler am Ausgang des Umwandlers beim Obergang zwischen ncgativen und positiven Ausgangssignalen entstehen. Das Problem kann nicht einfach dadurch gelöst werden, daß der Taktkreis so angeordnet wird, daß der Auswahlschalter 82 immer kurz vor oder kurz nach einem Abtasten des Speicherregisters betätigt wird, da ein
in augenblicklicher Fehlereinfluß - wie z. B. ein Überschwingen - aus einem von den beiden Umständen resultieren kann, die abhängig von der Anfangs- und Endspannung des Analog-Ausgangs sind. In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausgestaltung der
•5 Erfindung ist dieses Problem durch eine spezielle Einrichtung gelöst worden, die sicherstellt, daß das Analog-Ausgangssignal immer dann, wenn eine Vorzeiclicniinuciiiiig uuiLiizufüiiicti isi. zunächst auf Nuiipotential gebracht wird. Da jede Vorzeichenänderung erfordert, daß die Analogspannung ein Nullpotential durchläuft, ist durch automatisches Einstellen der Spannung auf Null - immer dann, wenn eine Vorzeichenänderung vorkommt - gewährleistet, daß das Ausgangssignal zu Beginn der Änderung nicht in die falsche Richtung geht. Indem das Ausgangssignal bis zur Beendigung des Umschaltvorganges auf Nullpotentia! gehalten wird, wird ein Uberschwingen der Endspannung verhindert.
Der Umwandler umfaßt im einzelnen einen Vorzeichenwechsel-Detektor 90 (Fig. IA, linke obere Ecke), der im bevorzugten Ausführungsbeispiel ein herkömmliches Flip-Flop 92 enthält, welches das Vorzeichenbit als steuerndes Eingangssignal empfängt, die beiden Ausgänge dieses Flip-P.op sind über betreffende Stromkreise 96, 98 und Sperrdioden 100, 102 auf einen gemeinsamen Belastungswiderstand 104 gekoppelt. Daher wird immer dann, wenn eine Vorzeichenänderung auftritt (wobei das Vorzeichenbit von »null« auf »eins« oder umgekehrt wechselt), eine scharfe positive Spannungsspitze an dem Belastungswiderstand 104 entwickelt. Diese Spannungsspitze schaltet augenblicklich einen Transistorschalter 106 ein, der daraufhin sofort einen Transistor 108 sperrt, der dazu dient, die Vorspannung für die Stromversorgungsleitung 26 zu bilden.
Daraufhin nimmt die Stromversorgungsleitung 26 ein negatives Potential an und hält die Puffertransistoren 22 im eingeschalteten Zustand, die für eine kurze Zeit einen Stromfluß durch alle Widerstände 36 hervorgerufen. Dieser Stromfluß läßt augenblickli^i alle Schalttransistoren 34 abschalten, wodurch die Ausgangsspannung der Operationsverstärker 46 und 80 augenblicklich auf Nullpotential gehalten wird. Daher wird das Ausgangssignal des Umwandlers während einer Vorzeichenänderving sofort auf Nullpotential gebracht, selbst wenn der Auswahlschalter 82 nicht genau mit dem Abtasten des Registers 10 synchronisiert ist.
Nachdem die Spannungsspitze am Eingang zu Transistor 106 gesunken ist, arbeiten alle Puffertransistoren 22 wieder unter normalen Bedingungen. Die Steuertaktimpulse, die diesen Transistoren vom Register 10 zugeführt werden, schalten die Schalttransistoren 34 gemäß einem Muster, das die gespeicherte Digitalzahl darstellt. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 88 auf den geeigneten Pegel verschoben, und vorübergehende Fehler werden während des Überganges einer Vorzei-
chcnänderung verhindert.
Eine andere Fehlerquelle sind Änderungen in der Umgebungstemperatur, welche die Arbeitscharakteristik der Schalttransistomi 34 ändern und dabei zur Änderung des erzeugten Stromes neigen. Entsprechcnd einem weiteren Merkmal der Erfindung sind einrichtungen vorgesehen, um Einflüsse der Umgebungs-Temperatur auf ein Minimum zu beschränken. Aus diesem Grund sind alle Basen 110 (110/1 usw.) der Sehnlttransistoren 34 mit einer Vorspannungs- in Leitung 112 verbunden, deren Spannung so geregelt ist, daß bei Temperaturänderungen der Strom durch die Schalttransistoren im wesentlichen konstant gehalten wird.
Die Spannung der Vorspannungsleitung 112 wird primär durch Reihenschaltung eines Transistors 114 mit einem Widerstand 116 bestimmt. Die Vorspannungsieiiung ί 12 ist außerdem mit der Basis i2ö eines Steuertransistors 122 verbunden, der dem ersten Schalttransistor 34/1 angepaßt ist, insbesondere dadurch, daß er einen »ße-Stromverstärkungsfaktor besitzt, der den entsprechenden Parameter von Transistor 34/1 bei Temperaturänderungen einhält. Der Emitter 124 des Steuertransistors 122 ist durch einen Belastungswiderstand 126 mit der Stromvcrsorgungsleitung 38 und der Kollektor 128 dieses Transistors ist durch ein Widerstandsnetzwerk 130 mit einer positiven Bezugsspannungsklemme 132 verbunden. Die Schaltungselemente sind so ausgewählt, daß ein vorherbestimmter Stromfluß durch das Widerstandsnetz- in werk 130 und den Steuertransistor 122 erzeugt wird und sich ein Nullpotential an einem Kontrollpunkt 134 zwischen dem Widerstandsnetzwerk 130 und dem Steuertransistor ergibt. Die Größe des Stromes durch den Transistor 122 wird so eingestellt, daß dieser Strom dem Strom durch den Schalttransistor 34/1 gleicht, wenn letzterer eingeschaltet ist.
Falls eine Änderung der Umgebungstemperatur auftritt, wird sich typischerweise eine Änderung in der Arbeitscharakteristik des Schalttransistors 34/1 erge- 4ti ben, dessen normaler Stromfluß dadurch geändert wird. Dadurch, daß der Steuertransistor 122 physikalisch dicht neben dem Schalttransistor 34/1 aufgebaut wird, ergibt sich der gleiche Temperatureffekt bei dem Steuertransistor. Die durch eine Temperaturänderug erzeugte Stromänderung wird von einem Operationsverstärker 136 erfaßt, dessen eine Eingangsklemme mit dem Kontrollpunkt 134 verbunden ist und dessen andere Eingangsklemme über einen Widerstand 138 geerdet ist. Der Ausgang dieses Verstärkers 136 ist über einen Widerstand 140 und eine Sperr-Diode 142 mit tier Stromversorgungsleitung 38 verbunden.
Falls eine Änderung in dem vom Kontrollpunkt 134 dem Operationsverstärker 136 zugeführten Strom auftritt, wird sich eine entsprechende Änderung in dem Strom einstellen, der von diesem Operationsver stärker aus der Stromversorgungsleitung 38 abgezogen wird. Da diese Stromversorgungsleitung über einen Widerstand 150 mit der Stromversorgungsklemme 152 verbunden ist. wird die Änderung des Stromes, die von dem Operationsverstärker 136 abgezogen wird, eine entsprechende Spannungsänderung an der Stromversorgungsleitung 38 verursachen. Auf diese Weise sorgt der Operationsverstärker 136 für eine verstärkte negative Rückkopplungswirkung, die automatisch die Spannung der Stromversorgungs-Ieitung38 so ändert, daß der Stromfluß über den Steuertransistor 122 konstant bleibt. Da der Steuertransistor 122 dem Schalttransistor 34/1 angepaßt ist, wird die Änderung in der Spannung der Stromversorgungsleitung 38 eine gleiche Wirkung auf das Funktionieren dieses Schalttransistors haben, d. h. die Spannungsänderung wird die Änderung in der Umgebungstemperatur des Schalttransistors 34/1 kompensieren und sicherstellen, daß der Stromfluß über diesen Schalttransistor bei Temperaturänderungen wirksam unverändert gehalten wird. Darüber hinaus kann dieses Ergebnis mit einer Stromversorgung von relativ mäßiger Komplexität und geringem Kostenaufwand erreicht werden, da die Stromversorgung intern nicht genau stabilisiert zu werden braucht.
Derselbe steuernde Einfluß führt dazu, daß auch der Strom über die anderen Schalttransistoren 34ß usw. konstant gehalten wird. Diese Schalttransistoren müssen jedoch in ihrer Charakteristik praktisch nicht identisch zum ersten Schalttransistor 34/4 angepaßt sein, da sie binäre Informationen von fortschreitend geringerer Signifikanz für die endgültige analoge Ausgangsspannung darzustellen haben.
Typische Werte und Elemente in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die folgenden:
Dioden - 1 N4149
Puffertransistoren 22 - 2 N 4250
Schalttransistoren 34 - SE 4010
Operationsverstärker - MC 1539G
Widerstände - 127 K
Widerstände 287 - 25,5 K
Widerstand 287 - 51,5 K
Widerstand 28 K - 100 K
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 aufweist und eine an den Ausgang des Opera-Patentansprüche: tionsverstärkers angeschlossene, mit der Leitung (38) verbundene Schaltvorrichtung (150) zum au-
1. Digital-Analog-Umwandler, insbesondere tomatischen Einstellen der Größe der von der für Signalverarbeitungsanlagen, mit von einer 5 Gleichstromquelle gelieferten Versorgungsspan-Versorgungsspannung einer Gleichstromquelle nung umfaßt.
gespeisten und einen der Größe der Versorgungsspannung proportionalen Ausgangsstrom hervorrufenden Transistoren als Stromquelle für die ent-
sprechend den Digitalaffern-Stellen-Wertigkei- io
ten bemessenen und zu addierenden Ströme,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuer- Die Erfindung betrifft Digital-Analog-Umwandler
transistor (122) dicht neben einem ersten Transi- nach der Gattung des Hauptanspruches,
stör (MA) der als Stromquelle geschalteten Tran- Eine große Anzahl von Digital-Analog-Umwand-
sistoren (34) mit entsprechend dem ersten is lern sind bisher für verschiedene Zwecke entwickelt
Transistor angepaßten Arbeitskenndaten an- worden. Anfangs wurden für solche Umwandler Roh··
geordnet ist, daß eine Leitungseinrichtung (38, ren benutzt, aber bei der Weiterentwicklung von elek-
112) zwischen einer Stromversorgungsklemme tronischen Geräten sind die Röhren durch die später
(152) der Versorgungsspannung der Gleichstrom- entwickelten Halbleiterelemente ersetzt worden. Da
quelle (—60 V) und dem Steuertransistor (122) 20 sich die Baumerkmale von Halbleiterelementen deut-
gescbaltet ist, durch den ein der Größe der Ver- iicfa von Röhren unterscheiden, hat dieser Ablösungs-
sorgungsspannung proportionaler Strom fließt, prozeß eine Anzahl von besonderen Problemen mit
daß eine Schaltungsvorrichtung (130) mit einer sich gebracht. Hinzu kommt, daß mit den steigenden
Referenzspannungsklemme (132) zum Erzeugen Verarbeitungsgeschwindigkeiten, die von Computern
eines geregelten Referenzstromes verbunden ist, 25 und anderen digitalen Geräten erreicht werden kön-
daß eine auf einen Vergleich des Referenzstromes nen, die entsprechende Forderung nach höheren Ge-
mit dem durch den Steuertransistor (122) fließen- schwindigkeiten auch an Digital-Analog-Umwandler
den Strom ansprechende negative Rückkopp- gestellt wird.
Iungseinrichtung (134,136, 150) zum Einstellen Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be-
der Versorgungsspannung der Gleichstromquelle 30 steht darin, einen Digital-Analog-Umwandler zu
angeschlof-'cn und zum Aufrechterhalten des schaffen, der in zuverlässiger und fehlerfreier Weise
durch den Steuertransistor (122) fließenden Stro- arbeitet, indem gewisse Parameteränderungen, insbe-
mes und vies Ausgangsstromes von den als Strom- sondere der Schalttransistoren, kompensiert werden,
quelle geschalteten Transistoren (34) proportional Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach dem
dem Referenzstrom und zu«n Minimisieren der 35 Hauptanspruch gelöst.
sich aus Veränderungen in Arbeitskenndaten der Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung als Stromquelle geschalteten Transistoren erge- sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung darbenden Änderungen des Ausgangsstromes vorge- gestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher sehen ist. erläutert. Es zeigen
2. Digital-Analog-Umwandler nach An- *i Fig. IA und IB zusammen ein Schaltbild eines bespruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schal- vorzugten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung, tungsvorrichtung (130) ein an die Referenzsppn- In den oberen Teilen der Fig. IB ist ein bekanntes nungsklemmc (132) angeschlossenes und einen Speicherregister 10 gezeigt, das eine Reihe von geder Größe der Referenzspannung proportionalen trennten binären Stufen 12 (12/1 usw.) aufweist. Die Referenzstrom hervorrufendes Impedanznetz- 45 Zuführungen 14(14/4 usw.) laden d'e Stufen 12(12/4 werk umfaßt. usw.) mit den individuellen binären Elementen einer
3. Digital-Analog-Umwandler nach An- Digitalzahl, die zu einer entsprechenden analogen spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe umgewandelt werden soll. Diese Zuführungen Transistoren (34) mit ihren Emittern (40) jeweils können mit irgendeiner digitalen Quelle (nicht abge-
ΐ mit einem Ende mit Widerständen (36) verbunden 50 bildet), wie z. B. mit einer sehr schnellen Datenverar-
7i sind, daß die Leitung (38) der Versorgungsspan- beitungsanlage, verbunden werden.
nung der Gleichstromquelle v —60 V) jeweils mit Die binären Zeichen, die in den Stufen 12 gespei-
dem anderen Ende der Widerstände (36) und über chert sind, werden im wesentlichen gleichzeitig durch
den Steuertransistor (122) mit den Bsaiselektro- einen Abtast-Stromkreis 16 ausgetastet. Dieser wird
den (110) der Transistoren (34) zusammenge- 55 gespeist von herkömmlichen Tastimpulsgeneratoren
schaltet ist und daß der Stromfluß durch die Tran- (nicht abgebildet), die periodische Impulse von geeig-
sistoren (34) proportional den Größen der net hoher Frequenz erzeugen. Wenn die Stufen 12
jeweiligen Widerstände und der von der Gleich- geöffnet werden, werden die gespeicherten binären
stromquelle gelieferten Versorgungsspannung ge- Zeichen durch besondere Kopplungsstromkreise, die
halten ist. en einzelne Dioden 18 (18/1 usw.) enthalten, geführt.
4. Digital-Analog-Umwandler nach einem der Das bedeutet, jede Stufe, die ein gespeichertes Bit Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß enthält, erzeugt einen Steuerimpuls, welcher durch die die negative Rückkopplungseinrichtung (134, entsprechende Kopplungsdiodc fließt. Dieser Stcucr- 136, 150) aus einem Operationsverstärker (136) impuls besitzt negative Polarität und wird verwendet be· 'ent und eine Ströme entsprechend dem Rcfe- <,> für den Emitter 20 (20/1 usw.) eines entsprechenden rcnzstrum und dem durch den Stcuertransistor PNP-Puffertransistors 22 (22/1 usw.). der nnrmaler- (122) fließenden Strom auf einen Eingang des weise Strom führt.
Operationsverstärkers leiten■'■ Hinrichtung (134) Die Basen 24 (24/1 usw.) aller PufferUansistoren
DE2014034A 1969-03-24 1970-03-24 Digital-Analog-Umwandler Expired DE2014034C3 (de)

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DE2014034B2 true DE2014034B2 (de) 1980-09-04
DE2014034C3 DE2014034C3 (de) 1981-08-06

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