АЦП и ЦАП для цифровой обработки сигналов в СССР

  Вход на форум   логин       пароль   Забыли пароль? Регистрация
On-line:     vjatsky  

Раздел: 
Портативное ретрорадио / Общий раздел / АЦП и ЦАП для цифровой обработки сигналов в СССР

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 Next>> ответить новая тема

Автор Сообщение

Гость
Добавлено: 22-05-2011 03:08
Цифровая обработка сигналов предполагает, что аналоговое напряжение должно быть преобразовано в цифровой код. Первые аналого-цифровые преобразователи были простейшими бинарного типа т.е. фактически представляли собой компаратор. И цифровая обработка такого однобитного кода сводилась к простейшей критерийной обработке. А если требовалась когерентная фильтрация, то с помощью компараторов превращали в бинарный код после жесткого ограничения на промежуточной частоте квадратурные сигналы, тем самым квантуя только фазу входного сигнала на четыре уровня. В качестве первых компараторов использовали микросхемы из Рижской "Альфа" по теме "Ронда" 521СА1. Попытки создать многоразрядный АЦП на дискретных элементах приводили к громоздким конструкциям, состоящим из нескольких ячеек. Тем не менее такие разработки стали появляться, как с параллельным быстрым преобразованием (с использоваием множества компараторов), так и с медленным поразрядным уравновешиванием с одним компаратором, но с дополнительным ЦАПом и схемой управления.

Гость
Добавлено: 22-05-2011 03:29
Чтобы облегчить создание АЦП на "Ангстреме" по теме "Тандем" были созданы семь микросхем по гибридно-пленочной технологии. Это : 252СА1, 252УД1, 252КН1, 252ПА1, 252ПА2, 252ПАЗ, 252ПН1. Остановимся на первой микросхеме 252СА1 - это три компаратора в одном корпусе.


мастер
Группа: Участники
Сообщений: 570
Добавлено: 22-05-2011 10:01
В нетерпении, ожидая продолжения, сохранившиеся у меня параллельные АЦП
вдруг у Вас не сохранились.

гигант мысли
Группа: Участники
Сообщений: 4958
Добавлено: 22-05-2011 12:10
Чтобы облегчить создание АЦП на "Ангстреме" по теме "Тандем" были созданы семь микросхем по гибридно-пленочной технологии. Это : 252СА1, 252УД1, 252КН1, 252ПА1, 252ПА2, 252ПАЗ, 252ПН1. Остановимся на первой микросхеме 252СА1 - это три компаратора в одном корпусе.

Спасибо. Как ни странно, но мне никогда не встречались 2СА521, только 252СА1. И вообще очень познавательно. Чувствуется школа.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 570
Добавлено: 22-05-2011 13:21
такой же, на два года моложе

Гость
Добавлено: 22-05-2011 14:44
Не могу не оставить без комментариев сообщение уважаемого JOHNBUL. Его нетерпение выложить фото интегрльных АЦП из Вильнюса оправдано так как основными направлениями развития АЦП в СССР были - повышение быстродействия АЦП и основных их узлов, в частности, компараторов до 10 - 15 не, повышение их точности и увеличение разрядности преобразователей. Это давалось с большими трудностями. Не случайно в выложенных коллегой быстродействующих интегральных АЦП из Вильнюса по теме "Варса" использовалась параллельная схема построения АЦП. Что же это давало: 1107ПВ1 имел 6 разрядов и частоту дискретизации 20МГц, 1107ПВ2 с той же частотой дискретизации имел уже 8 разрядов, а вот шестиразрядный 1107ПВ3А уже мог работать на 100МГЦ. Я бы не хотел сейчас останавливаться на однокристальных интегральных АЦП и вернусь опять в 70-е годы, когда на "Венте" в Вильнюсе были освоены еще только быстродействующие компараторы по теме "Ветрунга" 597СА1 и 597СА2. у первого выход был ЭСЛ и задержка 7,5нс. Второй имел ТТЛ выход и задержку 12 нс.
Спасибо за одобрение открытой мной темы Александру.


мастер
Группа: Участники
Сообщений: 735
Добавлено: 22-05-2011 16:58
Уважаемый RA3DHL, большая просьба, не выкладывайте такие большие фотографии напрямую, делайте "превью" хотя бы на 200-300 точек и обязательно снимайте галочку "Уменьшить до" в настройках загрузки изображений radikal'а.

Что касается компараторов, то характеристики быстродействия 597СА1 согласно ТУ бК0.347.190ТУ даже немного лучше, приведенных Вами: максимальное время задержки включения - 6,5 нс. Но это детали. Меня же до сих пор забавлял тот факт, что 597СА(1,2)А и 597СА(1,2)Б описываются, как функционально неравнозначные устройства . Первому соответствует "Компаратор напряжения для сравнения аналоговых величин со стробированием, запоминанием предыдущего состояния, усиления сигналов с определённой полярностью и преобразованием в логические уровни", а второму (с литерой Б) всего-навсего "Ключи тока одноканальные со схемой управления".


Гость
Добавлено: 22-05-2011 17:29
Состав АЦП может изменяться в значительной степени в зависимости от метода преобразования и способа его реализации. Наибольшее распространение получили следующие основные методы: последовательного преобразования (счета и поразрядного уравновешивания), параллельно-последовательного и параллельного преобразования. Какой бы метод не использовался в АЦП центральным элементом всегда был компаратор. Именно поэтому эта тема была открыта рассмотрением различных компараторов, которые непрывно совершенствовались. В частности, в Риге вслед за компаратором 521СА1 появляются 521СА2, 521СА3, 521СА4 521СА5 (тема «Росток») и 1121СА1(счетверенный тема «Рысь»). Параллельно развивается серия 554 с аналогичными компараторами для гражданского применения.





Гость
Добавлено: 22-05-2011 17:58

Если параллельные АЦП не требовали внешней схемы выборки и хранения (УВХ), то последовательные и параллельно-последовательные АЦП без УВХ не работали. Поясняю: УВХ имеют накопительную емкость, которая быстро заряжается в начале преобразования и затем на все время преобразования напряжение на этой емкости сохраняется неизменным. Качество УВХ во многом определяло эффективность АЦП. В Таллине были разработаны интегральные микросхемы УВХ 1100 серии.



Гость
Добавлено: 22-05-2011 18:33
Прежде чем перейти от компараторов к ЦАП - другому важному компоненту аналого-цифрового преобразователя с поразрядным уравновешиванием хочу отметить следующее. Первый 8 разрядный быстродействующий АЦП (частота дискретизации 3 МГц) был разработан в начале 70х годов в Институте автоматики и электрометрии СО АН СССР г. Новосибирск. Этот АЦП был применен в, первом в СССР цифровом фильтре селекции движущихся целей (ЦСДЦ)в рамках модернизации РЛС 1С12 ("Броня") на заводе им. Коминтерна в Новосибирске в те же годы. Так вот, в этом проекте использовался параллельно-последовательный АЦП с компараторами, схема которых приведена на фото. Компаратор имеет порог чувствителности 2мВ, временная задержка 7нс.


Гость
Добавлено: 23-05-2011 02:07
АЦП поразрядного уравновешивания в основе своей работы используют принцип дихотомии, когда последовательно в течении нескольких тактов производится с помощью компаратора сравнение входного напряжения, подаваемого на его один вход с напряжением на выходе ЦАП подаваемого на второй вход. Таким образом, первое сравнение производится с половиной максимального напряжения на входе АЦП, затем с его четвертью и т.д. В конце нескольких тактов таких сравнений и получается код входного напряжения. В наборе для построения АЦП "Тандем" 252 серии микросхема К252ПА1 - восьмиразрядный преобразователь двоичного кода в ток содержит резистивную матрицу с весовыми резисторами и ключи на биполярных транзисторах и диодах. Микросхема К252ПА2 подобна микросхеме К252ПА1, но отличается полярностью выходного тока. Для того чтобы на базе указанных микросхем построить преобразователь код - напряжение, необходимо на их выходе подключить ОУ 252УД1.
Десятиразрядный преобразователь двоичного кода в ток можно построить на двух микросхемах - К252ПАЗ и К252ПН1.

гигант мысли
Группа: Участники
Сообщений: 4175
Добавлено: 23-05-2011 10:20
К слову, про элементы ЦАП-АЦП в составе серий гибридных микросхем. В состав серии 240 были включены аналоговые ключи и т.п для построения ЦАП/АЦП. Но серия ограниченного применения, для конкретного заказчика, поэтому, для решения его задач, в состав серии входили элементы в унифицированных корпусах.

Гость
Добавлено: 23-05-2011 10:40
Уважаемый, Pedro, Вы абсолютно правы. Серия 240 включает кроме цифровых микросхем(см. сайт 155la3.ru) набор микросхем, предназначенных для построения десятиразрядных АЦП с диапазоном входных напряжений +5 В и временем преобразования до 100 мкс. В серию входят шесть типов аналоговых микросхем: 240СА1, 240УД1, 240КН1, 240КН2, 240КНЗ, 240ЕН1 (240СА1 - компаратор, 240КН1, 240КН2 - аналоговые ключи, соответственно на 1 и 3 канала,240КНЗ - четырехразрядный коммутатор, 240ЕН1-стабилизатор напряжения, 240УД1 - ОУ).

гигант мысли
Группа: Участники
Сообщений: 8074
Добавлено: 23-05-2011 16:52
Вслед за Александром хочу выразить признательность автору темы. Весьма познавательно.

...на "Венте" в Вильнюсе были освоены еще только быстродействующие компараторы по теме "Ветрунга" 597СА1 и 597СА2. у первого выход был ЭСЛ и задержка 7,5нс. Второй имел ТТЛ выход и задержку 12 нс.

Первые выпуски - приблизительно до середины 80-х годов - не имели доп. буквы в обозначении. Затем появились варианты А и Б. Чем это было вызвано - просто ввели разбраковку по параметрам или внесли изменения в технологию?

Гость
Добавлено: 24-05-2011 12:00
Большое спасибо Виктор за великолепную иллюстрацию 10 разрядного ЦАП с микросхемами 252ПА3 и 252ПН1. В первую входят резистивная матрица с весовыми резисторами и диодные ключи, во вторую - схемы управления ключами.

Гость
Добавлено: 24-05-2011 12:34
При всем великолепии и надежности ЦАП 252 серии, тем не менее громоздкость большое потребление низкая скорость преобразования и устаревшая технология не выдерживали конкуренции с интегральными ЦАП нового поколения, ярким представителем которого можно считать 10 разрядный ЦАП 572ПА1 (время преобразования 5 мкс), разработанный по теме «Разна» в Риге в конце 70х. Этот ЦАП выпускается на «Альфа» до сих пор и его подробную информацию можно найти на сайте http://www.texnic.ru/data/acp/ADC_PDF/572pa1.pdf



Гость
Добавлено: 24-05-2011 17:24
Немного позже сначала в Вильнюсе по теме "Витязь" появляется уже 12 разрядный ЦАП 594ПА1 (время преобразования 3,5мкс), а затем и в Риге по теме «Радар» создается также 12 разрядный более быстрый ЦАП 1108ПА1(время преобразования 0,4 мкс). Этот ЦАП выпускается на «Альфа» до сих пор и его подробную информацию можно найти на сайте http://www.texnic.ru /data/acp/ADC_PDF/594pa1,1108pa1.pdf



Гость
Добавлено: 24-05-2011 17:57
Можно констатировать, что электроника в СССР в начале 80х годов достигла своего апогея в развитии. Об этом говорят хотя бы такие разработки ЦАП на "Венте", г. Вильнюс. По теме "Виргиния-1В" создается 8 разрядный быстродействующий ЦАП 1118ПА1(40нс), затем 10 разрядный ЦАП по теме "Виргиния-3В" 1118ПА2(100нс) и по теме "Вермут" 1118ПА3 (20нс).


мастер
Группа: Участники
Сообщений: 735
Добавлено: 24-05-2011 22:12
Красавцы:


Гость
Добавлено: 24-05-2011 22:50
Уважаемый, Михаил большое спасибо за полновесную иллюстрацию большого наполнения семейства ЦАП изделиями из Прибалтики.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 570
Добавлено: 24-05-2011 23:27
Интересно бы вскрыть AD7520 и 572па1, действительно это была разработка или просто копирование?

гигант мысли
Группа: Участники
Сообщений: 4175
Добавлено: 24-05-2011 23:48
Из прозекторской
594ПА1, кристалл с ключами. В корпусе, на отдельном кристлле еще размещена резистивная матрица.


Гость
Добавлено: 25-05-2011 02:49
Уважаемый, Pedro спасибо за фото 594ПА1. Отдельный кристалл резистивной матрицы для обеспечения высокой точности доводился до требуемых величин резисторов с помощью лазера и только после этого устанавливался в ЦАП.
Уважаемый, JOHNBUL я не случайно привожу названия тем, под которыми проводились НИР, чтобы подчеркнуть, что в основе создания микросхем была их отечественная разработка. Что же касается их зарубежных аналогов, то они даже параметры имеют заметно отличающиеся.

вошел во вкус
Группа: Участники
Сообщений: 109
Добавлено: 25-05-2011 04:57
Интересно бы вскрыть AD7520 и 572па1, действительно это была разработка или просто копирование?

Держал как-то в руках некий документ на КР572ПА1 и К572ПА1, а именно ТУ11-85 бК0.348.432-01ТУ.
Документ был 1985 года, он был согласован с ВО Электроноргтехника и был он взамен ТУ11-80 бК0.348.432ТУ.
Меня там приколола страница со схемой испытания на «способность вызывать горение»….
Там был лист с принципиальной схемой микросхемы 572ПА1 модификаций: 572, К572, КР572, ОС572, Б572, Н572.
Лист имел децимальный номер ХМ3.430.023Э3 и подписи 1986 года: разработчик - Засыпкин, проверил – Чуб, т.контроль – Буйвид, в.конструктор – Смирнов, н.контроль – Фрейнфельд, утвердил – Шевцов.
Схема состояла из 10 функциональных групп «сопряжения и управления разрядными ключами». В каждой группе было по 4 полевых транзистора с каналом р-типа + 5 полевых транзисторов с каналом n-типа + 1 защитный диод на входе (на общий провод) + 2 резистора R-2R (R - номинал =7-15кОм, 2R - состоящий из 2-х последовательно соединенных того же номинала). Плюс 1 резистор ОС того же номинала (7-15кОм). («7-15кОм» – именно так и было написано, так что этот вопрос не ко мне, а к людям в списке. )
Схема на листе изменений от 1987 года имела дополнительно 1 защитный диод в каждой группе (на плюс питания), плюс 2 полевых транзистора с каналом n–типа в цепи питания микросхемы. Лист с тем же децимальным номером был подписан: разработчик - Бриежкалнс, проверил – Додока, т.контроль – Агрич, в.конструктор – Смирнов, н.контроль – Фрейнфельд, утвердил – Шевцов, ПЗ – Максимов.
На других листах изменений упоминались также:
К572ПА1 ХМ3.430.023, КР572ПА1 ЩТ3.430.000
организации пя М-5222, она же в дальнейшем ПО Альфа им. 60-летия СССР
главный инженер ПО Альфа – В.Я. Коткин, начальник ЦКБ Дейтон - С.В. Якубовский
Вроде никого не забыл….

В PDF-ке на AD7520 (непонятно какого года) с сайта фирмы Analog Devices схема микросхемы соответствует ХМ3.430.023Э3 на 572ПА1 1986 года, за исключением номиналов резисторов матрицы. Впрочем, что означает на самом деле «7-15кОм» знают только люди в списке. Может это шифр проекта матрицы R-2R?
В PDF-ке на AD7520 (тоже непонятно какого года) с сайта фирмы Intersil есть фото маски. Схема микросхемы немножко отличается от схемы AD.
Увы, в книге 1979 года «Аналоговые и цифровые ИС» под ред. С.В. Якубовского, серия 572 еще не была описана. Последующие издания книги быстро найти не смог, поэтому посмотреть, описана ли там 572ПА1 или нет, не могу….

Так что это? Собственная разработка? Копирование? Адаптация? Аналог - хотели буржуйский рынок обрушить?
Осталось вскрыть феном керамическую 572ПА1 и с учетом года ее выпуска сравнить ее с маской от AD7520 фирмы Intersil.

"АЦП и ЦАП для цифровой обработки сигналов"

Интересно, а существовали ли АЦП и ЦАП не для цифровой обработки сигналов, скажем чиста для аналогового преобразования?

Гость
Добавлено: 25-05-2011 07:51
Керамическую 572ПА1 феном не вскроешь.
Как АЦП и ЦАП могут быть чисто аналоговыми преобразователями?

гигант мысли
Группа: Участники
Сообщений: 8074
Добавлено: 25-05-2011 07:56
Осталось вскрыть феном керамическую 572ПА1 ...

Я поработаю над этим

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 570
Добавлено: 25-05-2011 10:46
Клапауций
Я поработаю над этим

Ждем.
RA3DHL
Что же касается их зарубежных аналогов, то они даже параметры имеют заметно отличающиеся.

Конечно в точности скопировать не получится, параметры будут другими.
Кажется невероятным что в результате собственной разработки получилась серийная американская микросхема, должно бы было получится что то другое, может лучше?
Единственное объяснение предложил ну вы блин даете
хотели буржуйский рынок обрушить?

Гость
Добавлено: 25-05-2011 11:52
Уважаемые, коллеги, я благодарен вам за активное участие в обсуждении данной темы и прежде чем перейти к интегральным АЦП хотел бы привести еще один пример разработки двух ЦАП теперь уже в Пензе. Эти работы проводились НИИЭМП в середине 80х по темам "Ангара-50" (ЦАП 16р, 5мкс) и "Ангара-80"(ЦАП 18р, 100мкс). О том чем все это закончилось, можно судить по продукции, которую предлагает НИИЭМП даже в наши дни http://www.niiemp.ru/index.htm:

16-разрядный умножающий ЦАП с выходом по току 427ПА2,427ПА2Т
16-разрядный умножающий ЦАП с выходом по напряжению 427ПА4, К427ПА4,К427ПА4Т.
18-разрядный функционально полный ЦАП с выходом по напряжению 427ПА3, К427ПА5Т.
Гибридные интегральные схемы 12-14-16-разрядных АЦП напряжений ВТ 427ПВ3П. Все эти микросхемы отечественной разработки, зарубежных аналогов не имеют.
Внешний вид некоторых этих микросхем можно увидеть на сайте 155LA3.RU

гигант мысли
Группа: Участники
Сообщений: 4958
Добавлено: 25-05-2011 13:20
Так что это? Собственная разработка? Копирование? Адаптация? Аналог - хотели буржуйский рынок обрушить?

Подобные вопросы появились и у меня одновременно с началом работ по первому справочнику по советским микросхемам. Поэтому я их задавал на разных предприятиях множеству разных людей связанных с разработками микросхем в течение многих лет.
Окончательного ответа нет и не может быть. Но некоторые моменты можно озвучить.
На первых этапах становления электронной промышленности СССР главной проблемой была технология. Безусловно, если было чего копировать, то копировать пытались (это вытекает из самой специфики инженерного труда), но это не всегда получалось. Понятно, что никто подробно не объяснял, как надо делать микросхемы. До многого приходилось додумываться самостоятельно. Отсюда отличия в топологии и, соответственно, параметрах копируемых микросхем. Разработчики с больным самолюбием считали такие "копии" собственными разработками, более скромные люди считали это аналогами. Постепенно знания и технологическая культура возрастали и копии стали больше походить на оригиналы. Особенно это касается цифровых микросхем.
Что же касается аналоговых схем, то отличия более старых разработок от аналогов обусловлены именно технологической отсталостью. А более новые разработки это часто результат переосмысления схемотехники аналога с упором на собственные технологические наработки и инженерные амбиции. Здесь хорошим примером является серия 157.
Большое влияние на наличие официального аналога оказала политика МЭПа и тотальная "секретность" всего и вся. Настоящими аналогами могут считаться только схемы выпущенные по лицензии. Я таковых знаю всего 7 штук. Остальное это приблизительные аналоги или даже функциональные. Так и получилось то, что мы имеем на сегодняшний день. Поэтому не надо слишком строго относиться к советским микросхемам имеющим аналог. Это не догма, а скорее информация к размышлению.

Гость
Добавлено: 25-05-2011 14:01
Уважаемый, Александр я полностью согласен с Вашими доводами о том, что разработка микросхем в СССР прежде всего строилась на отечественных технологиях. Что же касается методики разработки, тех или иных микросхем, то применялись все доступные способы от копирования прототипа до творческого усовершенствования зарубежного аналога. Хочу отметить, что выбрать тот или иной аналог за основу из огромного многообразия зарубежных микросхем и производителей было не просто. Ошибок здесь не могло быть.
Но были в СССР и пионерские работы. Хочу привести пример с технологией КМОП микросхем, который говорит сам за себя. Первые наручные электронные часы "Электроника-1", разработанные (не скопированные) на "Пульсаре" не случайно были подарены Гос. секретарю США Киссенджеру. Он им дал высокую оценку. Хорошо информированный г-н Киссенджер, конечно, оценил не только, а может быть, и не столько сами часы, как то, что СССР быстро ликвидировал технологическое отставание в электронной промышленности. Примерно такую же картину мы наблюдаем сейчас и в Китае: от копирования(в том числе лицензионного) к собственному производству.


Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 Next>> ответить новая тема
Раздел: 
Портативное ретрорадио / Общий раздел / АЦП и ЦАП для цифровой обработки сигналов в СССР

KXK.RU