Цифроаналоговый преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ав (1 И сюН 03 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 706927, кл, Н 03 К 13/02, 10,04,78.2, Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М "Энергия", 1975, с, 278, рис. 7-1 а (прото" тип),(54)(57) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий источник опорногнапряжения, источники разрядноготока, каждый иэ которых выполнен нарезисторе и ключе, управляющий входкоторого соединен с первым входомисточника разрядного тока и соответствующей шиной входного кода, а вых ключа - с общей шиной и с первьщ выходом источника разрядного тока, второй выход которого подключен к пер-, вому выводу резистора и соответствующему,входу сумматора токов, выход которого соединен с выходной шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в каждый источник разрядного тока введены источник питающего напряжения н усилитель, входы питания которого соединены с выходамй .соответствующего источника питающего напряжения, выход усилителя - с входом ключа, неинвертирующий вход - с нулевой шиной источника питающегонапряжения и вторым выводом резисто.ра, а инвертирующий вход - с вторым входом источника разрядного тока и выходом источника опорного напряже ния,Ф%Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях и высокоточных измерительных устройствах автоматики и вычислительной техники.Известен цифроаналоговый преобразователь, содержащий сумматор токов, источник опорного напряжения, разряд ные ключи и разрядные источники то ков с входящими в их состав весовыми резисторами, Компенсация ухода параметров токовых транзисторов осущест- вляется за счет отслеживания этих уходов на специальном контрольном 15 транзисторе, однотипном с разрядными токовыми транзисторами и работающим в аналогичном электрическом и температурном режимах 1 .Однако вследствие разброса пара метров разрядных транзисторов и контрольного транзистора такуюкомпенсацию нельзя считать полной, что ограничивает точность преобразователя, Кроме того, при построении25 разрядных источников тока на биполярных транзисторах, характеризуемых относительно высокой величиной начального тока коллектора и его температурной нестабильностью, неизбежно З ухудшение разрешающей способности таких преобразователей.Известен также цифроаналоговый преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, источники разрядных токов, каждый из которых выполнен на резисторе и первом ключе, управляющий вход которого соединен с первым входом источника разрядного тока и соответствующей шиной входного кода, выход ключа - с общей шиной и первым выходом источника раз-, рядного тока, второй выход которого подключен к первому выводу резистора и соответствующему входу сумматора токов, выход которого соединен с выходной шиной, а выход источника опорного напряжения через второй ключ - с вторым выходом резистора Я ,Недостатком известного устройства Я 1 является ограниченная точность, обусловленная напряжениями на остаточных сопротивлениях ключей и изменением этих напряжений под действием дестабилизирующих факторов (температуры, 55влажности и др,).Цель изобретения - повышение точности преобразования.1 Поставленная цель достигаетсятем, что в цифро-аналоговый преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, источники разрядного тока, каждый иэ которых выполненна резисторе и ключе, управляющийвход которого соединен с первым входом источника разрядного тока.и соответствующей шиной входного кода, выход ключа - с общей шиной и первымвыходом источника разрядного тока,второй выход которого подключен кпервому выводу резистора и соответст.вующему входу сумматора токов, выходкоторого соединен с выходной шиной,в каждый источник разрядного токавведены источник питающего напряжения и усилитель, входы питания которого соединены с выходами соответствующего источника питающего напряжения, выход усилителя - с входом ключа, неинвертирующий вход - с нулевойшиной источника питающего напряжения и вторым выводом резистора, аинвертирующий вход - с вторым входомисточника разрядного тока и выходомисточника опорного напряжения.На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого цифроаналогового преобразователя,Выход источника 1 опорного напряжения соединен с вторыми входами источников 2 разрядного тока, первыевыходы которых подключены к общейшине вторые выходы - к входу сумматора 3 токов. Каждый источник 2 разрядного тока выполнен на ключах 4резисторах 5, усилителях б и источниках 7 питающего напряжения, выходыкоторых подключены к входам питанияусилителя 6. а нулевая шина - к неинвертирующему входу усилителя б ичерез резистор 5 к второму выходуисточника 2 разрядного тока. Инвертирующий вход усилителя 6 соединен свторым входом, источника 2 разрядноготока. Выход усилителя б через ключ 4подключен к общей шине, а управляющийвход ключа 4 соединен с первым"входомисточника 2 разрядного тока и соответствующей шиной 8 входного кода.Устройство работает следующим образом.По шине 8 на вход ключа 4 поступает сигнал, пропорциональный входному коду, который устанавливает еголибо в открытое, либо в закрытое состояние.(2) к1 и 3 11283При открывании ключа 4 от нулевой шины "О" источника 7 питающего напряжения через резистор 5, нулевую шину устройства, открытый ключ 4 с сопротивлением говыход усилителя 6 на клемму "-" источника 7 потечет Разрядный тбк 1 1 (где- 1, 2 , и, и - йомер соответствующего разряда входного кода). При этом напряжение 0, образующееся на выходе усилите ля 6 относительно нулевой шины источника 7 составляет Б = (Е -1К )К, (1)15 где Е - величина опорного напряжения выходного источника 1;К - величина сопротивления ре 1зистора 5 в соответствующем источнике 2 разрядного 20тока;К - статический коэффициентусиления усилителя 6.Напряжение 0; уравновешивается суммой падений напряжений на внеш них относительно усилителя 6 элементах цепи протекания тока 1; Из (1) и (2) получаем 82 4или, учитывая, что К 1 + г м КК спогрешностью, близкой к 1/К можноутверждать, что 1=Е /К, т,епрактически не зависит от вариацийсопротивления г открытого ключа 4,так как Ъеличина К исчисляется обыч ".но десятками тысяч.При закрытом ключе 4 0 - 1,г +1 Кгде г - сопротивление эакрытогОключа.Величина выходного напряжения усилителя 6 У не может превьппать напряжения насыщения усилителя 6 Бш,которое определяется напряжениемего питания. Отсюда г +К ф) 1и при г - оо 1 -+ О. Последнему требовайию наиболее полно отвечают ключевые элементы на МДП транзисторах, которые имеют в запертом состоянии высокое сопротивление, близкое к сопротивлению диэлектриков.Таким образом, предложенное устройство позволяет преобразовывать цифровой код в аналоговый сигнал с большей точностью чем извеотное устройство благодаря исключению погрешности, обусловленной остаточными параметрами насыщенных ключей.1)28382 ектная,Редактор Заказ 90 Составитель А. Симагинанко Техред А, Ач Корректор М. Демч Лодписнокомитета СССРи открытийская наб., д. 4/ 43 Тираж 861НИИПИ Государственногопо делам изобретений035, Москва, Ж, Рауш ППП "Патент", г. Ужгород, ул