Резистивні матричні дільники струму для багаторозрядних ЦАП із ваговою надлишковістю

Abstract

У статті розглянуті резистивні матричні дільники струму, які можуть застосовуватися в багаторозрядних цифроаналого-вих і аналогоцифрових перетворювачах з ваговою надлишковістю. Розглянуто запропоновані підходи щодо побудови секційних матричних дільників струму, в яких ваги розрядів у рамках секцій пропорційні вагам розрядів у двійковій системи числення, а надлишковість реалізується за допомогою резисторів зв’язку між секціями. Виведено аналітичні співвідношення для розрахунків значень резисторів зв’язку та кінцевих резисторів в даних дільниках для різних варіантів підбору зазначених типів резисторів. Та-кож передбачена можливість завдання різних значень вагової надлишковості в вищеозначених секційних матричних дільниках струму, в яких ваги розрядів у рамках секцій пропорційні вагам розрядів у двійковій системі числення. Проведено комп'ютерне моделювання розрахованих матричних дільників струму за допомогою програми для аналогового і цифрового моделювання елект-ричних та електронних кіл MicroCap 11 та підтверджено правильність виведених співвідношень. Розглянуто запропоновані підходи щодо побудови секційних матричних дільників струму, в яких ваги розрядів секцій пропорційні вагам розрядів надлишкової систе-ми числення на основі чисел Фібоначчі. Також виведено аналітичні співвідношення для розрахунків значень резисторів зв’язку та кінцевих резисторів в даних дільниках для різних варіантів підбору зазначених типів резисторів. Проведено комп'ютерне моделю-вання розрахованих матричних дільників струму за допомогою програми MicroCap 11 та підтверджено правильність співвідношень та розрахунків. Розраховані коефіцієнти надмірності отриманих резистивних матричних дільників струму і виконано порівняння їх характеристик. Дані рекомендації щодо їх застосування залежно від висунутих вимог.

В статье рассмотрены резистивные матричные делители тока, которые могут применяться в многоразрядных цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователях с весовой избыточностью. Рассмотрены подходы к построению секционных матричных делителей тока, в которых веса разрядов в рамках секций пропорциональны весам разрядов в двоичной системе счисле-ния, а избыточность реализуется с помощью резисторов связи между секциями. Выведены аналитические соотношения для расче-тов значений резисторов связи и оконечных резисторов в данных делителях для различных вариантов подбора указанных типов резисторов. Также предусмотрена возможность задания различных значений весовой избыточности в вышеуказанных секционных матричных делителях тока, в которых веса разрядов в рамках секций пропорциональны весам разрядов в двоичной системе счисле-ния. Проведено компьютерное моделирование рассчитанных матричных делителей тока с помощью программы для аналогового и цифрового моделирования электрических и электронных цепей MicroCap 11 и подтверждена правильность выведенных соотноше-ний. Рассмотрены предложенные подходы к построению секционных матричных делителей тока, в которых веса разрядов секций пропорциональны весам разрядов избыточной системы счисления на основе чисел Фибоначчи. Также выведены аналитические соотношения для расчетов значений резисторов связи и оконечных резисторов в данных делителях для различных вариантов под-бора указанных типов резисторов. Проведено компьютерное моделирование рассчитанных матричных делителей тока с помощью программы MicroCap 11 и подтверждена правильность соотношений и расчетов. Рассчитаны коэффициенты избыточности полу-ченных резистивных матричных делителей тока и выполнено сравнение их характеристик. Даны рекомендации по их применению в зависимости от предъявляемых требований.

The article discusses resistive matrix current dividers that can be used in multi-digit digital-to-analog and analog-to-digital con-verters with weight redundancy. The proposed approaches to constructing sectional matrix current dividers in which the weights of the digits within the sections are proportional to the weights of the digits in the binary number system, and the redundancy is realized using connection resistors between the sections are given. Analytical relations are derived for calculating the values of connection resistors and terminal resis-tors in these dividers for various options for selecting these types of resistors. It is also possible to set different weight redundancy values in sectional matrix current dividers, in which the weight of the digits within the sections is proportional to the weight of the digits in the binary number system. Computer simulation of the calculated matrix current dividers was carried out using the MicroCap 11 program for analog and digital modeling of electrical and electronic circuits and the correctness of the derived relations was confirmed. Approaches to construct-ing sectional matrix current dividers in which the weights of the digits of the sections are proportional to the weights of the digits of the redundant number system based on the Fibonacci numbers are suggested. . Analytical relations are also derived for calculating the values of connection resistors and terminal resistors in these dividers for various options for selecting these types of resistors. Computer simulations of the calculated matrix current dividers are also performed using the MicroCap 11 program and correctness of the relations and calculations are confirmed. The redundancy coefficients of the obtained resistive matrix current dividers are calculated and there characteristics are com-pared. Recommendations of their application, depending on the requirements are given.