本发明涉及一种多功能模/数、数/模转换器。 现有的非线性模/数、数/模转换一般采用下述方法：1、把输入信号经非线性放大后，再进行模/数变换，它的缺点是非线性和一致性不易满足要求。2、逐位比较，使每一位的模不同，这样实现非线性，它的缺点是不容易做成集成化的通用芯片，若把电阻网路设在集成片外，则要求利用大量的精密电阻构成电阻网络，这样势必占据大量的物理空间，影响集成化效果。而且现有这些模/数、数/模转换技术存在下述缺点，1、不能在转换过程中对变换数据进行加密，需要附加电路，变换结果的编码是固定的，对于一些特殊的编码要求，需要附加编、译码器。2、对于不同的非线性特性变换，要变换非线性特性十分困难，需要对电路作较大物理更动。3、在大量按相同规律进行模/数、数/模转换的系统中，特别是用于数字式电话交换机的模/数，数/模转换器，其各通道的非线性电路或电阻网络所占据物理空间是巨大的，多路相同的重复，又使交换机占据空间大，成本造价猛增。（参考文献大规模集成数/模和模/数转换器设计原理，赵保经、蒋建飞编著科学出版社，1986第一版，pp94-95，pp303-309）。
本发明的第一个目的是提供一种可以任意改变线性或非线性变换特性，便于改制的多功能模/数，数/模转换器。
本发明地第二个目的是提供一种无电阻或电容网络，结构简单，转换精度高的多功能模/数、数/模转换器。
本发明的第三个目的是提供一种可以对变换结果进行加密的多功能模/数、数/模转换器。
本发明的第四个目的是提供一种适合于大量按相同规律进行模/数、数/模转换的系统，各路基准信号由同一基准信号源提供，集成化程度高，各路一致性好的多功能模/数、数/模转换器。
本发明的目的是这样实现的，根据本发明的特征，本发明包括，
1）用以产生模/数、数/模转换所需要的具有一对应关系的基准数据信号Do-Dn和基准模拟信号Vm的基准信号源;
2）用以将模拟信号Vi与基准模拟电压Vm比较，选通一组基准数据信号Do-Dn作为模/数转换结果Qo-Qn的模/数转换电路;
3）用以将数字信号ao-an与基准数据信号Do-Dn逐位并行比较，选通一个基准模拟电压Vm作为模拟转换结果Vo的数/模转换电路。
根据本发明其它的特征，本发明的基准信号源包括：
1）用于产生一组随机时钟脉冲的时钟信号发生器141;
2）用于对所述时钟信号发生器的输入时钟脉冲分频产生并行数字信号Ao-Am的分频电路142;
3）用于存贮任意线性和非线性转换律，以所述并行数字信号Ao-Am的作为输入地址线，Do-DL作为L+1位数据输出端口的只读存贮器111;
4）用于将Do-DL进行数/模转换产生基准模拟信号Vm的普通数/模转换器1-30;
5）用于将并行数字信号A0-Am按任意编码规律进行数字编码产生基准数据信号D0-Dn的数字编码电路120。
根据本发明其它的特征，本发明基准信号源包括：
1）用于产生一组随机的时钟脉冲的时钟信号发生器141;
2）用于对所述时钟信号发生器141的输出时钟脉冲分频产生并行数字信号A0-Am的分频电路142;
3）用于按任意线性和非线性转换律，将m+1位并行数字信号A0-Am译码为L+1位数据信号D0′-DL′的译码电路110;
4）用于将D0′-DL′进行数/模转换产生基准模拟信号Vm的普通数/模转换器130;
5）用于将并行数字信号A0-Am按任意编码规律进行数字编码产生基准数据信号D0-Dn的数字编码电路120。
根据本发明其它的特征，本发明的基准信号源包括：
1）用于产生m+1位并行输出信号A0-Am的并行信号发生电路140;
2）用于存贮任意线性和非线性转换律，以所述并行数字信号A0-Am作为输入地址线，D0′-DL′作为L+1位数据输出端口的只读存贮器111;
3）用于将D0′-DL′进行数/模转换产生基准模拟信号Vm的普通数/模转换器130;
4）用于将并行数字信号A0-Am按任意编码规律进行数字编码产生基准数据信号D0-Dn的数字编码电路120。
根据本发明的特征，本发明的基准信号源包括：
1）用于产生m+1位并行输出信号A0-Am的并行信号发生电路140;
2）用于按任意线性和非线性转换律，将m+1位并行数字信号A0-Am译码为L+1位数据信号D0′-DL′的译码电路110;
3）用于将D0′-DL′进行数/模转换产生基准模拟信号Vm的普通数/模转换器130;
4）用于将并行数字信号A0-Am按任意编码规律进行数字编码的基准数据信号D0-Dn的数字编码电路120。
根据本发明的特征，本发明的只读存贮器111是一个随机只读存贮器（ROM）或是一个可擦写随机只读存贮器（EPROM）。
根据本发明的特征，本发明的模/数转换电路200包括：
1）将模拟信号Vi和基准模拟信号Vm比较产生一个选通信号的电压比较器210;
2）在所述选通信号到来的时刻，输出多位基准数据信号D0-Dn，产生该时刻数字转换结果Q0-Qn的多位锁存器220。
根据本发明的特征，本发明的数/模转换电路300包括：
1）将多位数字信号a0-an和基准数据信号D0-Dn并行逐位比较，产生一个开门信号的多位数值比较器310;
2）检测所述开门信号，在开门信号到达时刻将该时刻的基准模拟信号Vm′输出，产生模拟转换结果V0的模拟传输门320。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是显著的，其中尤以下述几点更为突出：1、模/数、数/模转换电路结构简单，转换精度高，2、多个模/数、数/模转换器均由同一个编码器提供基准信号，各路转换的一致性好。3、可以任意进行线性或非线性转换，通过改变编码器内容或结构即可方便地改变制式。4、可以方便地进行加密和加密转换。5、对模/数电路和数/模电路的基准信号进行相应处理，可以方便地得到放大或衰减或非线性效果。6、省除了电阻或电容网络的构造，使转换器物理空间大大减少，便于集成化生产。7、对多路按同一规律进行模/数、数/模转换的系统，集成化程度高，占用空间少。8、使用本发明制作的芯片，可以使集成模/数、数/模转换器成本极大地降低。
图1是本发明系统方框图。
图2是本发明基准信号源一个实施例电路原理图。
图3是本发明基准信号源另一实施例电路原理图。
图4是本发明模/数转换电路原理图。
图5是本发明数/模转换电路原理图。
图6是本发明的一个应用实施例。
下面结合附图详细说明本发明的优点和实施。
参见图1，示出了本发明的系统方框图。本发明包括三部分的内容。
1、基准信号源100。本发明的基准信号源100用于产生模/数和数/模转换所必须的一组基准数字信号D0-Dn和一个基准模拟信号Vm，基准信号源100所产生的基准数字信号D0-Dn和基准模拟信号Vm在时间上，二者具有一一对应的关系。
2、A/D转换电路200。本发明的A/D转换电路将模拟输入信号Vi和基准模拟信号Vm进行比较，当Vi＝Vm时，该时刻Vm所对应的基准数据信号即作为该时刻模拟输入信号Vi的数字转换值Q0-Qn。
3、数/模转换电路300。本发明的数/模转换电路将数字输入a0-an和由基准信号源100所提供的基准数据信号D0-Dn进行逐位比较。当数字输入a0-an与基准数据信号D0-Dn相等时，则该时刻基准数据信号D0-Dn所对应的基准模拟信号Vm′＝f（Vm）为该时刻的模拟变换结果V0。
4、函数运算电路400。对由基准信号源100送给数/模转换器的基准模拟信号进行函数运算，则数/模转换器基准模拟信号Vm′与基准信号源100所提供的基准模拟信号Vm具有函数关系Vm′＝f（Vm），即模/数、数/模转换电路完成V0＝f（Vi）的函数运算，函数运算电路400是可以根据需要取舍的。
参见图2所示的基准信号源100的方框图。在本实施例中，基准信号源100包括m+1位并行数字信号发生器140，m+1位/L+1位译码器110，m+1位/n+1位数字编码器120。在图2中，m+1位并行数字信号发生器140产生m+1位并行输出A0-Am，译码电路110将A0-Am按一定的规则，如u律或A律，译成L+1位数据码输出D0′-DL′，由一个常规的数/模转换器130将D0′-DL′转换成模拟信号Vm，该模拟信号Vm好是基准信号源100所产生的基准模拟信号Vm。编码电路120将m+1位数据输入A0-Am按一定的编码规则，如二进码或七段数据码，将A0-Am编成n+1位码D0-Dn，由编码电路120输出的n+1位数据信号D0-Dn即作为基准信号源所提供的基准数据信号D0-Dn，在本实施例中，并行数字信号发生器140、译码电路110、编码电路120、均可由分立元件构成，也可以是集成化的电路或芯片构成。
参见图3所示的本发明基准信号源的另一个实施例的电路原理图。在本实施例中，A0-Am的m+1位并行数字信号由一个时钟信号发生器141输出的串行脉冲信号经m+1分频器142输出产生，该并行信号作为构成译码器的随机只读存贮器（ROM）111的入口地址线，编码电路120的m+1位并行数据输入，编码电路120将m+1位输入数据A0-Am按一定的编码规律编码或根据需要进行加密，输出编码或加密后的基准数据信号D0-Dn。在ROM111中依据各种变换需要，如u律或A律或线性或非线性，在各地址所对应的单元存储带有上述需要的数据信息，根据输入地址信号A0-Am所读出的L+1位数据输入信号D0′-DL′即是带有上述需要的数据，因而由常规数/模转换器130将D0′-DL′转换成模拟信号的基准模拟信号Vm即带有上述线性或非线性转换的信息。根据图3所衍生的本发明的另外一种基准信号源的实施例是使用可擦写只读存贮器EPROM来存贮这种线性或非线性转换的信息，这样，如果需要变换转换特性或进行改制，如从u律改成A律或相反，则只需要对EPROM存贮器中的内容按线性或非线性转换的规律重新写入即可，从而免除更换硬件电路的繁复劳动。使得系统的通用性大大提高。以满足多种线性和非线性转换要求。由常规的数/模转换电路将D0′-DL′转换成基准模拟信号Vm。由编码电路120产生的基准数据信号D0-Dn和上述基准模拟信号Vm具有一一对应关系。
由下面进一步的叙述，本发明对于多个按同一规律进行模/数、数/模转换的电路，只需要一个公用的基准信号源，由基准信号源100产生的基准数据信号D0-Dn和基准模拟信号Vm即也是各路模/数、数/模电路的基准数据信号D0-Dn和基准模拟信号Vm。
参见图4本发明的模/数转换电路原理图。本发明的模/数转换电路由比较器210和多位数据锁存器220构成。在图4电路中，被转换的模拟信号经采保电路成为某确定电压值Vi送电压比较器210一个输入端，由本发明基准信号源来的模拟基准电压Vm送电压比较器210另一输入端，基准数据信号D0-Dn送多位锁存器220数据入口，多位锁存器220输出口Q0-Qn输出转换结果Q0-Qn。在一个采样保持周期内，Vm变化一个周期。当Vm＝Vi时，比较器210输出一个跳变信号触发多位锁存器CP端，将该时刻对应的D0-Dn值读入，则这一时刻多位锁存器220输出Q0-Qn即为变换结果。在这里电路极性接法和Vm变化规律可以视具体电路要求而设计。根据比较器的检测比较准则，输入电压Vi和Vm在选通时刻具有相同的值，也即是输入模拟电压信号Vi和该时刻模/数转换电路200输出Q0-Qn具有一一对应的关系。
参见图5本发明数/模转换电路300原理图。本发明数/模转换电路300包括数值比较器310和模拟传输门320。在图5中，需还原的数据信号a0-an送多位数值比较器310一组输入端，基准数据信号D0-Dn送多位数值比较器310另一组输入端，当两组数据输入值相等时，多位数值比较器输出选通门电平Q，打开模拟传输门320，则该时刻对应的基准模拟信号Vm′通过传输门，即输出V0＝Vm′，不同时刻的输出值V0的集合即为模拟转换结果。
为使输入输出满足某种需要的函数关系f，在本发明中还可以增加一个函数处理器400，该函数处理器400可以对送往数/模转换电路300的基准模拟信号施以函数f运算，使的到达数/模转换电路300的基准模拟信号Vm′和基准信号源产生的基准模拟信号具有某种函数关系Vm′＝f（Vm），该函数处理器可以对Vm施以线性放大，压缩或非线性运算，这样，使得输出的模拟信号V0与输入模拟信号Vi成一函数关系V0＝f（Vi），从而方便地实现设计者的一些特殊构思。
参见图6将本发明应用到数字式电话交换机中的一个例子，在交换机中，所有电话线路的模/数转换电路201和数/模转换电路301使用同一个基准信号源101，它为所有用户单元提供基准数据信号D0-Dn和基准模拟信号Vm。其中其准信号源101制作在中心控制板上，而模/数和数/模转换电路则安装在各块用户板上，各用户板模/数201和数/模转换电路301由基准信号源101统一控制。图中话路，发方话音信号经采样保持电路202，由模/数转换电路201转换成数字信号a0-an，时分交换矩阵600在确定时刻将a0-an送到受方用户电路，由受方用户电路的数/模转换电路301还原成话音信号，经滤波器302送2/4线转换给受方话机，从而完成语音信号传输的全过程。