Биполярный цифро-аналоговый преобразователь

дюф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) БИПОЛЯРНЫЙ ЦИФРОАНАЛОГОВЬПЗ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для преобразования цифровой информации в аналоговую. Цель изобретения - повышение точности цифроаналогового преобразования. Биполярный цифроаналоговый преобразователь содержит однополярный цифроаналоговый преобразователь 1, дифференциальные усилители 2, 3, коммутаторы 4, 5, управляемый следящий источник 6 смещения,ключ, выполненный на диоде 7, токоограничивающие элементы 8-12, выпоненные на резисторах. Введенные дифференциальный усилитель 3, коммутатор 5, управляемый следящий источник б смещения, диод 7 и резисторы11, 12 позволили повысить точностьпреобразования за счет уменьшениявлияния остаточного сопротивлениякоммутатора 4 шунтированием еговалентным сопротивлением, значениекоторого в 13 К раз меньше сопротивления диода 7 в прямом включении.Здесь 13 К - коэффициент петлевогоусиления дифференциального усилителя3, 1 з,п. Ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении цифроаналоговых, а также аналогоцифровых преобразователей, 5Цель изобретения - повышение точности преобразования.На фиг, 1 представлена схема биполярного цифроаналогового преобразователя на фиг. 2 - схема управляе мого следящего источника смещения.Биполярный цифроаналоговый пре,образователь (фиг. 1) содрежит однополярный цифроаналоговый преобразователь 1, дифференциальные усилители 2 и 3, коммутаторы 4 и 5, управляемый следящий источник 6 смещения, ключ, выполненный на диоде 7, токограничивающие элементы, выполненные на резисторах 8 -12.Управляемый следящий источник смещения (фиг.2) содержит диод 3, резисторы 14 и 15, транзистор 16,Устройство работает следующим об разом.Значение выходного напряжения (1,. управляемого следящего источника 6 смещения при разомкнутом коммутаторе 5 всегда превышает на Ь значе ние выходного напряжения Пц,цифроаналогового преобразователя 1, а при замкнутом коммутаторе Пс,= О.При положительной полярности выходного напряжения устройства коммутаторы 4 и 5 разомкнуты, диод 7 закрыт выходным напряжением второго дифференциального усилителя 3, потен- циал 11 ,на инвертирующем входе которого ниже потенциала Пна неинвер тирующем входе. Так как потенциалы на инвертирующем и неинвертирующем входах первого дифференциального усилителя 2 равны о , то указанный усилитель 2 работает в режиме повторителя, при этом полярность выходного напряжения устройства соответствует полярности выходного напряжения Ь однополярного цифроаналогового преобразователя 1, те. 13 цх = У,д. 50При отрицательной полярности выходного напряжения устройства коммутаторы 4 и 5 замкнуты, выходное напряжение источника 6 смещения П р=О. Параллельно Сопротивлению замкнутого ключа включается сопротивление диода 7, открытого отрицательным выходным напряжением второго дифференциального усилителя 3, который охвачен цепью отрицательной обратной связи(ООС) через диод 7,Отрицательная обратная связь исключает режим насыщения второго дифференциального усилителя 3 и уменьшает сопротивление диода 7 в К раз,где 1 э - коэффициент передачи цепиООС; К - коэффициент усиления второго дифференциального усилителя 3.Первый дифференциальный усилитель 2,на инвертирующий вход которого подается положительное выходное напряхение Пц, цифроаналогового преобразователя 1, а потенциал неинвертирующеговхода равен нулю, работает в режимеинвертора с коэффициентом передачиК = (при равенстве сопротивленийирезисторов 8 и 9), при этом полярность выходного напряжения устройства противоположна полярности выходного напряжения 1 ц, т е Цбь =ЦОЛ ХЬЫХЦапЕсли в качестве однополярногоцифроаналогового преобразователя 1используется однополярный цифроаналоговый преобразователь с выходнымнапряжением отрицательной полярности, необходимо изменить полярностьвключения диода 7.Управляемый следящий источниксмещения (фиг,2) работает следующимобразом, При разомкнутых коммутаторах 4 и 5 напряжение 11 ы на выходе0 БХ бисточника 6, равное падению напряжения П на резисторе 11,Внх 6 и цОп 1 ъ "110 11 Я 11 цР Ь хгде а =Ъ+ 13- (1:(1;- падение напряжения на диоде 13;0, - падение напряжения на резисторе 14;0, - напряжение база-эмиттертранзистора 16,Поскольку напряжение ЬО, диод7 закрыт положительным напряжениемна выходе дифференциального усилителя 3. При этом напряжение на выходебиполярного цифроаналогового преобразователя имеет положительную полярность,При этом, чем меньше значение напряжения й , тем меньше разбалансмежду инвертирующим и неинвертирующим входами второго дифференциального усилителя 3, тем меньше насыщениеего каскадов и тем выше его быстродействие. Подстройка значения Ь может бьггь осуществлена изменением со3противления резистора 14. При малых значениях 5 для уменьшения разбаланса по входам дифференциального усилителя 3 за счет входных токов дифференциального усилителя 3 введен резистор 12 (Фиг.1), причем Б = В 1,.При замкнутых коммутаторах 4 и 5 потенциал базы транзистора 16, а следовательно, и эмиттера, равен нулю, при этом на выходе усилителя 10 3 напряжение имеет отрицательную полярность, что обеспечивает проводящее состояние диода 7 (фиг. 1).В случае применения цифроаналогового преобразователя 1 с выходным напряжением отрицательной полярности необходимо изменить полярность включения диода 13 и шины питания, а также использовать транзистор 16 противоположного типа проводимости. 20 12921 Формула изобретения1. Биполярный цифроаналоговый преобразователь, содержащий однополярный цифроаналоговый преобразователь, входы которого являются соответственно информационной входной шиной; а выход через первый и второй токоограничивающие элементы, выпол-ненные на резисторах, соединен соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами первого дифференциального усилителя, выход которого, соединенный через третий токо- ограничивающий элемент, выполненный 35 на резисторе, со своим инвертирующим Ьходом, является выходной шиной, первый коммутатор, выход и информационный вход которого соединены соответственно с неинвертирующим входом40 первого дифференциального усилителя и шиной нулевого потенциала, а управляющий вход является знаковой входной шиной, о т л и ч а ю щ и й с я 84тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены управляемы следящий источник смещения, второй коммутатор, четвертый и пятый токоограничивающие элементы, выполненные на резисторах, ключ, выполненный на диоде, второй дифференциальный усилитель, выход которого через диод, а инвертирующий вход через четвертый резистор соединены с выходом первого коммутатора, а неинвертирующий вход объединен с первым выводом пятого резистора и подключен к выходу управляемого следящего источника смещения, информационный и управляющий входы которого соединены соответственно с выходами однополярного цифроаналогового преобразователя и второго коммутатора, инФорлационный вход которого соедиден с шиной нулевого потенциала, а управляюший вход объединен с управляющщ входом первого коммутатора, причем второй вывод пятого резистора подключен к шине нулевого потенциала.2, Преобразователь по п,1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что управляемы следящий источник смещегпя содержит диод, два резистора и транзистор, база которого объединена с первыми выводами первого и второго резисторов и является управляющим входом управляемого следящего источника смещения, коллектор объединен с вторым выводом первого резистора и соединен с шиной питания, а эмиттер является выходом управляемого следящего источника смещения, второй вывод второго резистора через диод соединен с информационным входом управляемого следящего источника смещения.Подписно л. Проектна од ВНИИПИ Заказ 286/58 Т Произв.-полигр. пр-тие, г.