[其他]數—模轉換器

無效

• 申請號: 86100158
• 申請日: 1986-01-13
• 公開（公告）號: CN1003340B
• 公開（公告）日: 1989-02-15
• 發明（設計）人: 弗朗西斯卡斯·安德里安納斯·科尼;斯厄斯·瑪麗馬·斯庫夫斯;馬蒂納斯·佩特魯斯·馬麗亞·比爾霍夫;喬布·弗朗西斯卡斯·佩特魯斯·范米爾;艾伯特·亨德里卡斯·斯隆普
• 申請（專利權）人: 菲利浦光燈制造公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 許新根

第一電流源晶體管（Ｔ₃，Ｔ₄，Ｔ₅）的電流（Ｉ₃，Ｉ₄，Ｉ₅），構成一個二進制權的電流系列。系列中每一個電流值與加到基準晶體管（Ｔ_１）的電流（Ｉ₁）成設定的比率。電流（Ｉ₁）是基準電流（Ｉ_ｒｅｆ）的一部分。電流（Ｉ₃，Ｉ₄，Ｉ₅），根據數字輸入代碼的值，隨著基準晶體管電流（Ｉ₁）按進步方式增加而增加。而（Ｉ₁）是從總的基準電流（Ｉ_ｒｅｆ）的部分值，增加到總的基準電流值（Ｉ_ｒｅｒ）的。

本發明是關于一種用于將具有n位的數字輸入信號轉換成模擬輸出電流的數-模轉換器，它包括：

用來提供基準電流的基準電流源，

與基準電流源耦合的基準晶體管，

一組m個第一電流源晶體管，用以產生m個輸出電流，每個輸出電流與基準晶體管中的電流有給定的比例，

一組m個第一開關裝置，用于根據加到該開關裝置的一個相應開關輸入端的數字輸入信號的一位的值，將相聯的第一電流源晶體管的輸出電流轉接到獲得模擬輸出電流的一求和點，或一恒定電位點上。

這樣的數-模轉換器適于各種用途，尤其有可能用于高密度磁盤機中去控制徑向電機。

這種類型的數-模轉換器已為人所知，美國專利說明書3，940，760中提到的數-模轉換器就是一例。在該專利中描述的轉換器中，電流源晶體管的輸出電流構成二進制權的電流系列，這些電流各自與來自基準晶體管的電流成設定的比率。該基準晶體管接收來自基準電流源的基準電流。利用集電極和基極之間的負反饋，使基極電壓得到控制，用這樣一種方法以使基準晶體管的集電極電流大體上等于基準電流。電流源晶體管的數量是根據數-模轉換器能提供的最小電流和最大電流之間的比率來確定的。而電流源晶體管的輸出電流究竟是加到數-模轉換器的輸出端，還是泄放到具有恒定電位的點上，這要由數字輸入代碼所控制的開關來確定。

這種已知的數-模轉換器的缺點在于，如果它主要是必須提供較小的輸出電流，那么提供較大電流的電流源晶體管的輸出電流將泄放到恒定電位的點，這造成相當大的功率損耗。

這種情況出現在諸如高密度磁盤機中，這種磁盤機中依靠激光裝置讀出盤上的信息，而激光裝置安裝在一個臂上，這個臂借助于電機沿徑向弧形在高密度磁盤上方移動，該電機的控制電流就是由一個數-模轉換器提供的。當在高密度磁盤的螺旋形磁道上讀信息時，只需要較小的電流來控制電機。但是當在高密度磁盤上快速地從一個磁道跳到另一個磁道時，就需用較大的電流去控制電機。因為在大多數情況下發生的是正常的尋道方式，因而數-模轉換器在大多數時間只需提供小的電流。

因此，本發明的目的是提供一個數-模轉換器，對于相同的輸出電流范圍而言，它的功耗要比已知的數-模轉換器小。

根據本發明，一種在本文開始的段落中說明過的數-模轉換器的特征在于該數-模轉換器還包括一控制裝置，用于將通過基準晶體管的電流以有K步的步進方式，從來自基準電流源的基準電流的一部分增加到基本上為全部基準電流的值，即其值在相當于最小模擬輸出電流的數字輸入信號的第一值至相當于最大輸出電流的數字輸入信號的第二值之間變化，m個第一電流源的數目為m-n/（K+1），并且對于通過基準晶體管的電流的連續的值，每次有n位數字輸入信號的m個較高有效位被加到開關裝置的開關輸入端。

本發明是基于對下述事實的認識，即：由于電流源晶體管的輸出電流與基準晶體管的電流成固定的比率，因此，當基準晶體管中的電流是基準電流的一部分時，電流源晶體管的輸出電流按相同的比例比基準晶體管載流總的基準電流時的電流小。隨著基準晶體管中的電流在整個數字輸入代碼的范圍內以步進方式增加，數-模轉換器輸出電流的值也步進地增加。當電流源晶體管僅提供一個特定的低值的電流時，就不再需要產生緊接在后面的高于該值的那些電流，因此也不要泄放，于是，電源的功耗顯著減少，因此，數-模轉換器的效率得到相應的增加。