nedoPC.org

Community of electronics hobbyists established in 2002

...
Atom Feed | View unanswered posts | View active topics It is currently 11 Dec 2018 08:15



Reply to topic  [ 27 posts ]  Go to page Previous  1, 2
Эксперименты с АЦП/ЦАП от Андрея Куликова 
Author Message
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Девятирично-Троичный 2-х разрядный (2-х каскадный) поддиапазонный (полупараллельный, параллельнопоследовательный) Фибоначчи-АЦП прямого преобразования ( Nonary-Ternary 2-Stage Subranging Flash (Half-Flash) Fibonacci-ADC-DAC) с Фибоначчи-ЦАПом, однополярный, 4-х тритный, с применением 3-х вольтных логических элементов и 3-х вольтных ОУ в компараторах и в объединённом неинвертирующем "вычитателе-умножителе (усилителеле) на 3", что позволило избавиться от 2-х неинвертирующих усилителей и повысить быстродействие, в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
Nonary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-DAC  XOR Unipolar 4-trit 3-Volt bw2.JPG
Nonary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-DAC XOR Unipolar 4-trit 3-Volt bw2.JPG [ 106.61 KiB | Viewed 1320 times ]

4-х тритный троичный АЦП соответствует 4*ln3/ln2=6,33... битному двоичному АЦП.
Время полного преобразования приблизительно равно 5dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ компараторов и в одном логическом элементе. На самом деле время задержки в логических КМОП-элементах значительно меньше времени задержки в ОУ компараторов.


Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Код модели:
Nonary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-DAC XOR Unipolar 4-trit 3-Volt.txt [6.92 KiB]
Downloaded 112 times


Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 13:51, edited 3 times in total.



17 Apr 2018 04:40
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Девятирично-Троичный 3-х разрядный (3-х каскадный) поддиапазонный (полупараллельный, параллельнопоследовательный) Фибоначчи-АЦП прямого преобразования с Фибоначчи-ЦАПом (Nonary-Ternary 3-Stage Subranging Flash Fibonacci-ADC-DAC), однополярный, 6-ти тритный, с применением 3-х вольтных логических элементов и 3-х вольтных ОУ в компараторах и в объединённом неинвертирующем "вычитателе-умножителе (усилителеле) на 3", что позволило избавиться от 3-х неинвертирующих усилителей и повысить быстродействие, в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
Nonary-Ternary Subranging Fibonacci-ADC-XOR-Unipolar-6trit-3-Volt-bw2.JPG
Nonary-Ternary Subranging Fibonacci-ADC-XOR-Unipolar-6trit-3-Volt-bw2.JPG [ 121.06 KiB | Viewed 1319 times ]

6-ти тритный троичный АЦП соответствует 6*ln3/ln2=9,50... битному двоичному АЦП.
Время полного преобразования приблизительно равно 8dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ компараторов и в одном логическом элементе. На самом деле время задержки в логических КМОП-элементах значительно меньше времени задержки в ОУ компараторов.

Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Код модели:
Nonary-Ternary Subranging Fibonacci-ADC-DAC-XOR-Unipolar-6-trit-3-Volt.txt [10.51 KiB]
Downloaded 107 times


Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 13:52, edited 3 times in total.



17 Apr 2018 06:56
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Девятирично-Троичный 4-х разрядный (4-х каскадный) параллельнопоследовательный (поддиапазонный параллельный, Subranging Flash) Фибоначчи-АЦП прямого преобразования с Фибоначчи-ЦАПом (Nonary-Ternary 4-Stage Subranging Flash Fibonacci-ADC-DAC), однополярный, 8-ти тритный, с применением 3-х вольтных логических элементов и 3-х вольтных ОУ в компараторах и в объединённом неинвертирующем "вычитателе-умножителе (усилителеле) на 3", что позволило избавиться от 4-х неинвертирующих усилителей и повысить быстродействие, в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
Nonary-Ternary Subranging Fibonacci-ADC-XOR-DAC Unipolar 8-trit 3-Volt bw2.JPG
Nonary-Ternary Subranging Fibonacci-ADC-XOR-DAC Unipolar 8-trit 3-Volt bw2.JPG [ 112.13 KiB | Viewed 1313 times ]

8-ти тритный троичный АЦП соответствует 8*ln3/ln2=12,67... битному двоичному АЦП.
Время полного преобразования приблизительно равно 11dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ компараторов и в одном логическом элементе. На самом деле время задержки в логических КМОП-элементах значительно меньше времени задержки в ОУ компараторов.

Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Код модели:
Nonary-Ternary Subranging Fibonacci-ADC-DAC-XOR-Unipolar-8-trit-3-Volt.txt [14.17 KiB]
Downloaded 107 times


Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 13:53, edited 3 times in total.



17 Apr 2018 08:30
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Двадцатисемирично-Троичный двухкаскадный (двухразрядный двадцатисемирично-троичный, двухдвадцатисемирично-троичный, TwoGeptaCozanary-Ternary, ДвухГептаКозанарно-Тернарный) параллельно последовательный (Subranging Flash, "поддиапазонный" параллельный, Half-Flash) Фибоначчи-АЦП прямого преобразования шеститритный с тритами в двухбитном двоичноединичнокодированном троичном (2-bit BinaryUnaryCodedTernary, 2B BUCT) коде с шеститритным Фибоначчи-ЦАПом на резисторной матрице напряжений 3R-4R(терминатор 6R), с применением 3-х вольтных логических элементов и 3-х вольтных ОУ в компараторах и в объединённом неинвертирующем "вычитателе-умножителе" на ОУ, что позволило избавиться от неинвертирующих усилителей на ОУ на выходе ЦАПов и тем самым повысить быстродействие, однополярный, в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
GeptaCozanary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-XOR-DAC Unipolar 6-trit 3-Volt bw2.JPG
GeptaCozanary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-XOR-DAC Unipolar 6-trit 3-Volt bw2.JPG [ 114.01 KiB | Viewed 1308 times ]

6-ти тритный троичный АЦП соответствует 6*ln3/ln2=9,50... битному двоичному АЦП.
Время полного преобразования приблизительно равно 5dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ и в одном логическом элементе. На самом деле время задержки в логических элементах значительно меньше, чем в ОУ компараторов и усилителя.

Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Код модели:
GeptaCozanary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-XOR-DAC Unipolar 6-trit 3-Volt.txt [16.42 KiB]
Downloaded 117 times


Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 13:55, edited 3 times in total.



17 Apr 2018 09:55
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Девятирично-Троичный двухразрядный параллельнопоследовательный Фибоначчи-АЦП с Фибоначчи-ЦАПом (Nonary-Ternary 2-stage Subranging Flash (Half-Flash) Fibonacci-ADC-DAC), двухполярный, 4-х тритный, с 5-ти вольтными логическими элементами и с +/- 9-ти вольтным максимальным входным сигналом в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
Nonary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-DAC 4-trit Bipolar 5-VoltLogic 9-VoltInput2.JPG
Nonary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-DAC 4-trit Bipolar 5-VoltLogic 9-VoltInput2.JPG [ 111.88 KiB | Viewed 1273 times ]

4-х тритный троичный АЦП соответствует 4*ln3/ln2=6,33... битному двоичному АЦП.
Время полного преобразования приблизительно равно 7dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ и в одном логическом элементе. На самом деле время задержки в логических элементах значительно меньше, чем в ОУ компараторов и усилителей.

Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:


Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 13:56, edited 2 times in total.



18 Apr 2018 08:56
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Преобразователи тритов (Trit Convertors)

В вышеприведённых Фибоначчи-АЦПах и Фибоначчи-ЦАПах применяются "двухпроводные градусниковые (термометрические)" триты. В некоторых применениях более удобны "трёхпроводные двоичноодноединичнопозиционные" триты. Для этих применений и были разработаны нижеследующие преобразователи тритов из одного кода в другой.

Преобразователь "трёхпроводного двоичноодноединичнопозиционного" трита в "двухпроводный градусниковый (термометрический)" трит
и
преобразователь "двухпроводного градусникового (термометрического)" трита в "трёхпроводный двоичноодноединичнопозиционный" трит в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Троичный трёхбитный RS1S2-триггер предназначен для ввода входного трёхбитного одноединичного трита и к схемам собственно преобразователей не относится. Три входных повторителя предназначены для выравнивания задержек с другими троичными логическими элементами и собственно к схемам преобразователей тоже не относятся.
Снимок модели:

Convertors 3B BUUCT to 2B BTCT and 2B BTCT to 3B BUUCT bw2.JPG
Convertors 3B BUUCT to 2B BTCT and 2B BTCT to 3B BUUCT bw2.JPG [ 93.03 KiB | Viewed 1244 times ]

Другими словами:
преобразователь трита из 3-х битного двоичноодноединичнопозиционнокодированного троичного кода (001,010,100)=(0,1,2)=(-1,0,+1)=(-,0,+)=(-0+)=(Negativ,Zero,Positiv)=(NZP) в 2-х битный двоичноединичнокодированный ("термометрический") троичный код (00,01,11)=(0,1,2)=(-1,0,+1)=(-,0,+)=(-0+)=(Negativ,Zero,Positiv)=(NZP) (3-bit BinaryUnoUnaryPositionCodedTernary trit to 2-bit BinaryUnaryCodedTernary ("Termometric") trit Convertor, 3B BUUPCT to 2B BUCT trit Convertor)
и
преобразователь трита из 2-х битного двоичноединичнокодированного ("термометрического") троичного кода (00,01,11)=(0,1,2)=(-1,0,+1)=(-,0,+)=(-0+)=(Negativ,Zero,Positiv)=(NZP) в
3-х битный двоичноодноединичнопозиционнокодированный троичный код (001,010,100)=(0,1,2)=(-1,0,+1)=(-,0,+)=(-0+)=(Negativ,Zero,Positiv)=(NZP) (2-bit BinaryUnaryCodedTernary ("Termometric") trit to 3-bit BinaryUnoUnaryPositionCodedTernary trit Convertor, 2B BUCT to 3B BUUPCT trit Convertor)
.

Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Код модели:
Convertors 3B BUUCT to 2B BTCT and 2B BTCT to 3B BUUCT.txt [2.96 KiB]
Downloaded 99 times


19 Apr 2018 02:13
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Троичный однотритный АЦП с троичным однотритным ЦАПом, объединение которых одновременно является и троичным трёхуровневым унарным логическим элементом "Повторитель" ("ДА", "YES", FT1N21), двухполярный, +/- 2,5-вольтный, в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
Троичный повторитель ДА YES2.JPG
Троичный повторитель ДА YES2.JPG [ 91.69 KiB | Viewed 1219 times ]

Логические элементы "ДА" ("YES", повторители, буферы) на выходных линиях B0 и B2 компараторов выравнивают времена задержек во всех трёх линиях и тем самым устраняют "риски" и "гонки" в следующих каскадах.

Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Код модели:
Троичный повторитель ДА YES.txt [1.63 KiB]
Downloaded 104 times


20 Apr 2018 11:32
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Преобразователь двухбитного ("двухпроводного" "градусникового" ("термометрического")) троичного кода в трёхбитный ("трёхпроводный") одноединичнопозиционный троичный код в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
Преобразователь двухбитного троичного кода в трёхбитный троичный код2.JPG
Преобразователь двухбитного троичного кода в трёхбитный троичный код2.JPG [ 92.33 KiB | Viewed 1184 times ]


Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:


22 Apr 2018 17:52
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Преобразователь троичного трёхбитного ("трёхпроводного") кода в троичный трёхуровневый код на трёх ключах в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
Преобразователь трёхбитного троичного кода в трёхуровневый троичный код2.JPG
Преобразователь трёхбитного троичного кода в трёхуровневый троичный код2.JPG [ 89.77 KiB | Viewed 1180 times ]


Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:


22 Apr 2018 20:37
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Троичный полностью последовательный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования с Фибоначчи-ЦАПом на резисторной матрице напряжений 3R-4R(терминатор 6R), двухполярный, 4-х тритный, 15-ти Вольтный в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
Ternary Fibonacci-ADC-DAC Bipolar 4-trit 15-Volt2.JPG
Ternary Fibonacci-ADC-DAC Bipolar 4-trit 15-Volt2.JPG [ 102.4 KiB | Viewed 1112 times ]

Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Код модели:
Ternary Fibonacci-ADC-DAC Bipolar 4-trit 15Volt.txt [3.79 KiB]
Downloaded 117 times


29 Apr 2018 02:30
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
Девятирично-троичный параллельно-последовательный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования с троичными Фибоначчи-ЦАП на резисторных матрицах напряжения 3R-4R(6R) с аналоговыми переключателями, однополярный, 4-х тритный в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
Nonary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-DAC Unipolar 9-Volt w-SPDT-key.JPG
Nonary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-DAC Unipolar 9-Volt w-SPDT-key.JPG [ 82.95 KiB | Viewed 949 times ]

Троичный 4-х тритный АЦП соответствует 4*ln3/ln2 = 4*1,58... = 6,33... битному двоичному АЦП.

Время полного преобразования равно 3*dtоу+2*dtлэ+2*dtак, где dtоу – время задержки в одном типовом ОУ или компараторе, dtлэ - время задержки в одном типовом логоческом элементе, а dtак — время задержки в одном типовом аналоговом переключателе.

Применение аналоговых ключей немного снижает быстродействие АЦП, но позволяет преобразовывать напряжения большие по амплитуде, чем напряжение питания логических элементов.

Девятирично-троичный АЦП может работать совместно с двоичными контроллерами и двоичными компьютерами, но, если двоичный контроллер или двоичный компьютер работает в двоичной системе, то из-за необходимости преобразования троичного кода в двоичный суммарное быстродействие получается меньше, чем при применении двоичных АЦП.

При совместной работе троичного АЦП с двоичными контроллерами и с двоичными компьютерами, работающими в троичной системе, из-за ненадобности преобразования двоичного кода в троичный, суммарное быстродействие комплекса увеличивается по сравнению с применением двоичных АЦП. Четыре двухбитных трита в "градусниковом" (в "термометрическом") коде помещаются в один байт и хорошо сопрягаются с двоичными контроллерами и с двоичными компьютерами работающими в троичной системе.

При совместной работе троичного АЦП с троичными контроллерами и троичными эвм на трёхбитных троичных логических элементах суммарное быстродействие увеличивается ещё больше из-за большего быстродействия троичных контроллеров и троичных эвм на трёхбитных троичных логических элементах.

Attachment:
File comment: Код модели:
9-3 Half-Flash ADC-DAC V-Matrix-T Unipolar 4-trit 9-Volt 60k.txt [8.92 KiB]
Downloaded 105 times


16 May 2018 04:55
Profile
Maniac

Joined: 08 Mar 2018 00:17
Posts: 276
Location: Россия, Москва
Reply with quote
В предыдущей модели АЦП, из-за высокого выходного сопротивления ЦАПа первой ступени, напряжение обратной связи ОУ "вычитателя-умножителя на 9" немного сдвигало вычитаемое напряжение. Сдвиг вычитаемого напряжения удалось уменьшить добавлением в схему после ЦАПа первой ступени разделительного повторителя напряжения на ОУ с низким выходным сопротивлением:
Attachment:
File comment: Снимок напряжений на выходе ЦАПов первой ступени:
Shifting.JPG
Shifting.JPG [ 36.28 KiB | Viewed 907 times ]

Девятирично-троичный параллельно-последовательный Фибоначчи-АЦП с Фибоначчи-ЦАПом повышенной точности, однополярный, 4-х тритный, 9-ти вольтный, в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Attachment:
File comment: Снимок модели:
Nonary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-DAC Unipolar 9-Volt w-SPDT-key.JPG
Nonary-Ternary Half-Flash Fibonacci-ADC-DAC Unipolar 9-Volt w-SPDT-key.JPG [ 83.77 KiB | Viewed 907 times ]

При этом аппаратные затраты увеличиваются на 1 ОУ, а время полного преобразования увеличивается на время задержки в одном типовом ОУ - dtоу.
Attachment:
File comment: Код модели:
9-3 Half-Flash ADC-DAC V-Matrix-T Unipolar 4-trit 9-Volt.txt [9.07 KiB]
Downloaded 106 times


17 May 2018 04:09
Profile
Display posts from previous:  Sort by  
Reply to topic   [ 27 posts ]  Go to page Previous  1, 2

Who is online

Users browsing this forum: Google [Bot] and 2 guests


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Designed by ST Software.