Цифро-аналоговый преобразователь

22 03 К 13/02 ОПИС ИЗОБ ЕНИЯ а 8 те ин УДФРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИИ ОТКР(56). 1. Миендин В.М. и др. Состояние и тенденции развития быстродействующих цифроаналоговых преобразовтелей. - Измерение, контроль, автоматизация", 1980, В 11-12, с.22-2рис, 6.2. Интегральные схемы аналого-цировых и цифроаналоговых преобразовалей. Под ред. Л.М.Лукьянова, 1978с. 25, рис,1-5 (прототип),(54)(57).ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВТЕЛБ, сОдержащий резистивную матрицтипа ВК, операционный усилитель,вертирующий:вход которого подключенпервому выводу токозаданщего резист ра, выход - к базам и+1 транзисторов, эмиттеры которых подключены через резисторы к первой шине питания, эмиттерц и транзисторов соединены через . диоды с шинами управления, о т л .и.ч а ю щ н и с я тем, что, с целью расширения выходного динамического диапазона и Функциональных возможностей преобразователя, в него введены в+1 отражателей тока, первые входы которым соединены с коллекторами и+1 транзисторов. вторые входы - с второй за" ной питания, при этом выходы и отражателей тока соединены с -соответствую щими входами резистивной матрицы а выход п+1 отражателя тока - с первым выводом текозадающего резистора, вто-Я рой вывод которого подключен к общий .шине, причем неинвертирующий вход оп рационного усилителя подключен к вине эталонного напряжения.ю %Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначенодля преобразования информации представленной в цифровом виде, в аналоговую форму-напряжение, оно можетбыть использовано для осуществлениясвязи цифровых устройств с аналоговыми устройствами,Известен цифроаналоговый преобразователь (ИРП) с источниками равныхтоков в разрядах, которые подключаются к резистивной матрице типа ЙКчерез переключатели тока, управляемыепреобразуемым кодом 1 3.Однако для управления переключателями тока в таком преобразователе 15необходимы схемы преобразования логических уровней напряжения, которыепроектируются для определенного типа управляющей логики, усложняют устройство и снижают его быстродействие. 20Известен ЦАП, содержащий резистиэную матрицу типа йй операционный усилитель ОУ), инвертирующийвход которого подключен через токоэадающий резистор к шине. эталонногоапряжения, выход - к базам п+1ранзисторов, эмиттерыкоторых подключены через резисторы к шине питания,эмиттеры и-транзисторов соединенычерез диоды с шинами управления, кол-Злекторы - с соответствующими входамиреэистивной матрицы, при этом коллектор и+1 транзистора подключен к инвертирующему входу ОУ, неинвертирующий вход которого соединен с общейшиной 23, 35Несмотря на простоту, высокое быстродействие и точность,в таких ЦАПвыходной уровень напряжения, которыйснимается с резистивной матрицы РРжестко привязан.к уровням логических 40сигналов управляющей логики и не может превышать величины опорного напряжения 00 + 1,2 В для серии ТТЛ,О и1,2 В для серии ЭСЛ при соответствующих типах проводимости транзисторов генераторов тока.Применение для расширения выходного .динамического диапазона масштабирующих усилителей или трансляторов уровня снижает быстродействиецАп и к тому же, в последнем случае,приводит к необходимости созданиятрансляторов с изменяемыми выходными логическими уровнями под выбираемый выходной диапазон напряжения.Цель изобретения - расширениевыходного динамического диапазонаи функциональных возможностей преобразователя.Поставленная цель достигается тем,что в цифроаналоговый преобраэователь, содержащий реэистивную матрицу типа Й -2 й, операционный усилитель; инвертирующий вход которогоподключен к первому выводу токоэадающего резистора, выход - к базам 65,е +1 транзисторов, эмиттеры которых падключены через резисторы к первой шине питания, эмиттеры в транзисторов соединены через диоды с шинами управления, введены й +1 отражателей тока, первые входы которых соединены с коллекторами и +1 транзисторов, вторые входы - с вто" рой шиной питания, при этом выходы и отражателей тока соединены с соответствующими входами резистивной матрицы. а выход ь +1 отражателя тока " с первым выводом токо- задающего резистора, второй вывод которого покдлючен к общей шине, причем неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к шине эталонного йапряжения.На фиг.1 представлена функциональная электрическая схема ЦАП; на фиг.2 - примеры реализации отражателей тока.Преобразователь содержит п+1 транзисторов 1 и-р-и типа проводимости, базы транзисторов объединены и подключены к выходу операционного усилителя 2, эмиттеры через резисторы 3 - к шине 4 источника питания отрицательной полярности, эмиттеры о транзисторов 1 соединены через диоды 5 с шинами 6 управления преобразователя, коллекторы и +1 транзисторов 1 подключены к первым входам 7 отражателей 8 тока, вторые входы 9 которых подключены к шине 10 источника питания положительной полярности, выходы 11 и отражателей В тока подключены к соответствующим входам резистивной матрицы 12 типа Ф "2 й, выход 11 п +1 отражателя тока 8 подключен к инвертирующему входу 13 операционного усилителя 2 и через токозадающий резистор 14 соединеи с общей шиной 15, иеинвертирующий вход 1 б операционного усилителя 2 подключен к шине 17.источника эталонного напряжения, при этом выходом преобразователя является выходная клемма 18 резистивиой матрицы 12.Преобразователь работает следующим образом.резистор 14 устанавливает еличину тока 1 для источников разрядных токов, состоящих иэ К транзисто-. ров 1 и Н отражателей тока 8, Э= Оэт/Р ., где Озт" потенциал на шине 17; й+- сойротивление токозадающего реэйстора 14. Операционный усилитель 2 с помощью петли обратной связи, состоящей из 4 +1 транзистора 1, .ъ +1 отражателя тока 8 и резистора 14, обеспечивает при идентичности транзисторов 1 и отражателей тока 8 постоянство тока 1 lри изменении температуры окружающей среды. При подаче на шины б управления сигнала (0000все источники разрядных токов подключаются к соответст1019622 Составитель В.Першиковренко Техред С Мигунова Корректор А.ДэяткоРедактор В.Л 725/52ВНИИПИ Го по делам 113035,936енного комиений и открЖ, Раушс Зак исное Тираж ударст нзобре осква,та СССРнйя наб., д. 4/ тная, 4 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. вующим входам резистивной матрицы 12, типа Й -2 Р и на ее выходе 18 будет максимальный уровень выходного сигнала. При подаче на шины 6 управления сигнала 11,1,1, ,1) все .И транзисторов 1 закрыты н на выхо. де 18 преобразователя устанавливает- ся нулеЬое напряжение. Во всех других случаях на выходе 18 преобразователя будет устанавливаться напряже- ние Вькф -акв- ф 1 11=1агде.е:0 - состоянне-шины 6 уп 1=равлеиия;к 4-й - эквивалентное сопротивзкв 3ление резнстивной матрицы 12 типа Рй,с; - означает логическую инверсию состояния 1 -шины 6 управления.Величина потенциала базы транзисторов 1 будет равнаЬфЕ +ДД бЗгде Е" отрицательный потенциал нашине 4;Й - резистор 3 в эмиттерной цепи й +1 транзистора 1;0 - разность потенциалов меж-ду базой и,эмиттером л +1транзистора 1,й не должна превьааать В.пгде Е+ - положительный йотенциалбзфна шине 10;Ва 1 Д - параметр, характеризующий различные схемы отражателей тока 8; 08 - разность потенциалов между базой и змнттером для .транзисторов, на которыхпостроены отражатели .тока 8.5 Расширение функциональных возможнастей предлагаемого преобразователя достигается путем непосредственного управления от управляющей логики различного типа. При этом необ ходнмо устанавливать йотенциал базы М транзисторов 1 в диапазоне между логическими уровнями напряжения выбранного типа управляющей логики.15 Максимальное выходное напряжениепреобразователя может достигать величиныпцх Т (Ю+ Ьа)2 20 и определяется, в основном, величи-,ной положительного потенциала нашине 10, что свидетельствует о расширении выходного динамическогодиапазона.Таким ббразом, выбранный базовыйпотенциал транзисторов 1,определяеттип управляющей логики .ЭСЛ, ТТЛили К-ИОП логика ). Максимальный вымодной сигнал ЦАП в значительноймере определяется напряжением питания, а не уровнем потенциала базытранзисторов 1.Предлагаемый цифроаналоговый преобразователь позволяет расширитьвыходной динамический диапазон Обес печивает воэможность стыковки с любыми логическими уровнями, снижеииетребований, предъявляемых к Источнику эталойного напряжения.