Цифроаналоговый преобразователь

др. ПолупМ,: Мир,сследован водникова82.и разраомат ов и системии. - Дис.техн. наук. а соиск. Л., 1986 ечен з емента кт обес йного э степени с. 21 . (54) ЦИФ (57) Изотельной анд ется постоянство темпжима резисторов 4 и 5абл. го доститурного1 ил., 1 ВЧОРОИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Титце У. исхемотехника,Манчев Б.А. Иботки алгоритмческой коррекц РОАНАПОГОВБ 1 Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ бретение относится к вычислинике и может быть испол зовано при п цифроаналого Цель изобрет преобразован образователь делитель 1 т операционные второй 5 рез м асш таб ирующ ный элемент трех резисто элементов 11 строении прецизионных ых преобразователей.ния - повышение точности я. Цифроаналоговый нресодержит кодсуправляемый ка, первый 2 и второй 3 усилители, первый 4 и стары обратной связи, й резистор 6 и нелинейвыполненный в виде ов 8-10 и двух пороговых и 12. Положительный эфсчет введения нели 7, с пщь коорИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь"зовано при построении прецизионныхцифроаналоговых преобразователей.Цель изобретения - повьппение точ 5ности преобразования.На чертеже представлена функциональная схема цифроаналогового преобразователя,1 ОЦифроаналоговый преобразователь(ЦАП) содержит кодоуправляемый делитель 1 тока, первый 2 и второй 3 операционные усилители, первый 4 и второй 5 резисторы обратной связи, масштабирующий резистор 6 и нелинейныйэлемент 7, выполненный в виде трехрезисторов 8-10 и двух пороговых элементов 11 и 12.Цифроаналоговый преобразовательработает следующим образом.Вследствие изменения величины выходного напряжения ЦАП как функциивходного кода меняется мощность, рассеиваемая резистором обратной связи,и, следовательно, меняется температура упомянутого резистора. Посколькувеличина сопротивления резистора зависит от температуры, в выходном на 1пряжении ЦАН появляется составляющаяпогрешностй, зависящая от преобразуемого кода. Для исключения влиянияэтой составляющей погрешности достаточно стабилизировать температурныйрежим резистора обратной связи при35изменении. преобразуемого кода навсем диапазоне преобразования. В данном преобразователе задача решаетсяпутем компенсации изменений рассеиваемой мощности резистора обратндйсвязи основного канала преобразова"ния с помощью равных по величине, нообратных по знаку изменений рассеи"ваемой мощности резистора обратнойсвязи компенсирующего канала, 45 На вход опорного сигнала кодоуправляемого делителя тока (КУД) 1 по" ступает опорное напряжение, а на управляющие входы поступает преобразуемый код. Выходной ток КУД 1 преобразуется в напряжение с помощью преобразователя ток - напряжение, выполненного на первом операционном усилителе 2 и первом резисторе 4 обрат 55 ной связи. На резисторе 4 выделяется мощность, пропорциональная квадрату выходного напряженияР - (Н,Ц,)/КЭта зависимост руется тремя отре ленный поиск иаилпо программеближения 0,5 хорошо аппроксимикзми прямых; Чисчшего приближения абсциссы этого при" 5. Наибольшая ошиб" где Н - значение преобразуемого ковхда; 110 - опорное напряжение; К,1 - сопротивление резистора 4. Выходное напряжение операционного усилителя 2 поступает через нелинейный элемент 7 на вход второго преобразователя ток - напряжение, выполненного на втором операционном усилителе 3 и втором резисторе 5 обратной связи. На вход операционного усилителя 3 через масштабирующий резистор б поступает также опорное напряжение, которое противоположно по знаку выходному напряжению первого операционного усилителя 2, Сопротивление резисторов 4 и 5 обратной связи, имеющих между собой тепловую связь и резистора 6 выбраны одинаковыми, Выходное напряжение операционного усилителя 3 равно11 о К 11 с э где К - коэффициент передачи нелинейного элемента 7.Если Б не превышает порогового напряжения первого порогового элемента (ПЭ) 12, где К и К о - сопротивления резисторов 5 и 10 соответственно, По достижении выходным напряжением Пп порогового напряжения ПЭ 12 параллельно резистору 10 подключается резистор 8 и коэффициент передачи становится равным К = Кв/(К //Кв). Если вьпходное напряжение 11 .превьппает пороги ПЭ 12 и ПЭ 11 одновременно, коэффициент,передачи становится равным.К - Кк/(Ко //Кь//Мь где К - сопротивление резистора 9., Пороговые напряжения выбираются иэ условия обеспечения постоянства суммы рассеиваемой мощности на резисторах 42 и 5; Р 1 + Р = 11/К, Мощность, рассеиваемая резистором 4 квадратично зависит от преобразуемого кода, тогда требуемое компенсирующее напряжение на выходе вто ого ОУ 3 олжно быть равно 110 - (Б 11) . Данная зависимость, нормированная к Ке приведена в таблице.Формула изоб ретения 0 аВо 995 98 954 91 8 867 8 714 61 43Б 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Составитель Н. КапитановРедактор Н. Лазаренко Техред А,Кравчук Корректор С.Шевкун Заказ 841 Тираж 664 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат патент", г,ужгород, ул, Гагарина, 101 5 155 ка суммарной рассеиваемой мощности равна 7,2 Е от номинального .значения, соответствующего максимальному выходному напряжению ЦАП. Для известного устройства наибольшее значение изменения рассеиваемой мощности равно половине от ее номинального значения. Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет повысить точность преобразования за счет стабилизации теплового режима резистора 4 обратной связи, причем нестабильность мощности уменьшается в 7 раз, соответственно в это число раз уменьшается погрешность от нелинейности резистора обратной связи. Цифроаналоговый преобразователь, содержащий кодоуправляемый делитель тока, управляющие входы которого являются входной шиной преобразуемого кода, вход опорного сигнала является входной шиной опорного напряжения, первый преобразователь ток - напряжение, выполненный в виде первого операционного.усилителя и первого резистора обратной связи, первый вывод которого объединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя и подключен к выходу кодоуправляемого делителя тока, второй вывод первого резистора обратной связи соединен с 9408 6выходом первого операционного усилителя и является выходной шиной, второй преобразователь код - напряжение,выполненный в виде второго операционного усилителя и второго резистора обратной связи, первый и второй выводыкоторого соединены соответственно синвертирующим входом и выходом второго операционного усилителя, пер 10вый и второй резисторы обратной связи связаны тепловой связью, неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены с шиной нулевого потенциала, о т л и -ч а ю щ и Й с я тем, что, с цельюповьппения точности в него введен масштабирующий элемент, выполненный ввиде первого резистора, и нелинейныйэлемент, выполненный в виде второготретьего и четвертого резисторов ипервого и второго пороговых элементов, первый вывод первого резистораобъединен с первыми выводами второго,третьего и четвертого резисторов иподключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, вторыевыводы второго и третьего резисторовчерез соответственно первый и второйпороговые элементы соединены с вторымвыводом четвертого резистора и подключены к выходу первого операционного усилителя, второй вывод первогорезистора подключен к входной шинеопорного напряжения,г