Цифроаналоговый преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1361719 уф Н 03 М 1/ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ па,атор9,ваюГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф.(56) Авторское свидетельство СССР У 828398, кл. Н 03 М 1/бб, 1979.Авторское свидетельство СССР Р 1184096, кл. Н 03 М 1/66, 1985. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ (57) Изобретение относится к вычисл тельной технике, предназначено для преобразования двоичного кода в биполярное напряжение и может быть использовано для связи цифровых устройств с аналоговыми. Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении диапазона выходного напряженияи быстродействия. Цифроаналоговыйпреобразователь содержит источник 1опорного напряжения, блок 2 источников разрядных токов, блок 3 переключателей разрядных токов, первый ивторой транзисторы 4, 5 и-р-и-тиэлемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6, генер7 опорных токов, три источника 810 напряжения, пять токоограничи1361719 щих элементов 11-15. Элемент ТОКОВОЕЗЕРКАЛО 6 выполнен на трех транзисторах 16-18 р-и-р-типа и трех резисторах 19-21. Генератор 7 опорных токов выполнен на трех транзисторах 2224 п-р-п-типа, двух резисторах 25,26 и потенциометре 27Увеличениенапряжений питания элемента ТОКОВОЕЗЕРКАЛО 6 до +15 В обеспечивает диаИзобретение относится к вычислительной технике, предназначено для преобразования двоичного кода в биполярное напряжение и может быть использовано для связи цифровых устройств с аналоговыми.Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении диапазона выходного напряжения и быстродействия.На чертеже приведена функциональная схема устройства.Цифроаналоговый преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, блок 2 источников разрядных токов, блок 3 переключателей разрядных токов, первый и второй транзисторы 4 и 5 и-р-и-типа, элемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6, генератор 7 опорных токов, три источника 8-10 напряжения, пять токоограничивающих элементов 11- 15, причем элемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 выполнен на трех транзисторах 16-18 р-п-р типа и трех резисторах 19-21, а генератор 7 опорных токов выполнен на трех транзисторах 22-24 п-р-и типа, двух резисторах 25 и 26 и потенциометре 27. Преобразователь работает следующим образом.За исходное состояние удобно принять случай, когда на входной шине действует код 1000, так как устройство преобразует в биполярное напряжение смещенный код. При коде 1000 ток первого выхода блока 3 переключателей токов отличается от тока второго выхода на эквивалент младшего разряда. Потенциометром 27 обеспечивается балансировка выходных токов генератора 7 опорных токов так,пазов выходного напряжения до +10 В. Время установления устройства сохраняется практически неизменным, так как первый и второй транзисторы, а также транзисторы элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 включены по схеме "общая база", что обеспечивает высокое быстродействие. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. что коллекторные токи транзисторов22 и 23 равны между собой, а их суммаравна току транзистора 24. При этомд обеспечивается равенство в исходномсостоянии коллекторных токов транзисторов 4 и 5. Коэффициент передачи потоку элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 присогласованных параметрах транзисторов16-18 зависит от сопротивления резис торов 11, 19-21. При равенстве сопротивления резистора 21 и 11 коллекторный ток транзистора 18 равен токутранзистора 16, так как ток второготранзистора 5 протекает по параллель но включенным резисторам 11 и 21, Определенным выбором сопротивления резистора 12 устанавливается нулевойуровень на выходной шине устройствапри входном коде 1000.20 Статический режим транзисторов 22и 23 (соответственно и транзистора24) устанавливается таким, что транзистор 18 элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6работает в режиме линейного усиленияпри изменении входного кода от нулевого до единичного. При таком режиметранзистора 18 выходные токи генератора 7 опорных токов не менее, чемв два раза должны превышать ток старЗ шего разряда преобразуемого кода. Например, при токе старшего разряда10 мА коллекторные токи транзисторов22 и 23 составляют 20-25 мА, а токтранзистора 18 в исходном состоянии ЗБ составит 30-35 мА. При увеличении преобразуемого кодаот значения 1000 и приближении его к значению 1111 растет ток Она первом выходе блока 3 переключателей разрядных токов и уменьшаетсяна ту же величину ток на втором выходе блока 3 (данные в таблице, составленной для восьмиразрядного цифроаналогового преобразователя), При укаэанных изменениях токов на первом и втором выходах блока 3 увеличивается коллекторный ток транзистора 18 элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6, причем увеличению на Д 1 тока на первом вы ходе блока 3 соответствует увеличение тока транзистора 18 на ЗД 1.При достижении входным кодом единичного значения 1111 напряжение на выходе устройства достигает верх ней положительной границы диапазона, при этом ток на первом выходе блока 3 равняется сумме токов блока 2 источников разрядных токов, а ток на втором выходе блока 3 равен нулю. 20Уменьшение входного кода от значения 10000 сопровождается уменьшением тока на первом выходе и увеличением тока на втором выходе блока 3 переключателей разрядных токов. При 26 этом уменьшается ток транзистора 18 и напряжение на выходе устройства принимает отрицательное значение, При коде 0000 напряжение на выходе устройства достигает нижней отрица тельной границы диапазона. Режим транзисторов генератора 7 опорных токов задается резисторами 13-15, 25 и 26, а величины токов блока 2 источников разрядных токов задаются ис- З точником 1 опорного напряжения.В предлагаемом устройстве, реализованном на микросхемах К 1118 ПА 1, 125 НТ 1 и КТС 622, при питании элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 от источников +6 40 -5,2 В и питания генератора 7 опорных о токов от источников -12 В обеспечивается диапазон выходного сигнала устройства +3,5 В. Увеличение напряжения питания элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 4 В до +12-15 В обеспечивает диапазон выходного напряжения +10 В. Время установления устройства сохраняется практически неизменным, так как первый и второй транзисторы ч и 5, а также транзисторы элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 включены по схеме "общая база", что обеспечивает высокое быстродействие устройства.55формула изобретения 1. Цифроаналоговый преобразователь,содержащий блок источников разрядных токов, вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выходы подключены к соответствующим информационным входам переключателейразрядных токов, управляющие входыкоторых являются входной шиной, первый и второй выходы подключены к эмиттерам соответственно первого и второго транзисторов п-р-п-типа, базы которых объединены, а коллектор первоготранзистора соединен с управляющимвходом элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО, входпитания которого подключен к первомувыводу первого источника напряжения,второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, второй источник напряжения, первый вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, а второй вывод подключен к последовательно соединенным первому ивторому токоограничивающим элементам,выполненным на резисторах, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения при сохранении диапазонавыходного напряжения и быстродействия, в него введены третий, четвертыйтокоограничивающие элементы, выполненные на резисторах, генератор опорных токов, выполненный на третьем,четвертом и пятом транзисторах и-р-птипа, потенциометре, пятом, шестом иседьмом резисторах, и третий источник напряжения, первый вывод которого подключен к базе первого транзистора и соединен с шиной нулевого потенциала, а второй вывод через четвертый резистор соединен к выходуэлемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО и являетсявыходной шиной, первый вывод третьегорезистора подключен к первому выводупервого источника напряжения, а второй вывод - к дополнительному входуэлемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО и к коллектору второго транзистора, коллекторытретьего и четвертого транзисторовсоединены с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов,базы третьего и четвертого транзисторов объединены и подключены к точкесоединения первого и второго резисторов, второй вывод второго резисторасоединен с шиной нулевого потенциала,эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены соответственно спервым и вторым выводами потенциометра, подвижный контакт которого соединен с коллектором пятого транзистора, эмиттер которого соединен с баВыходные токи блока 3,нормированные к токумладшего разряда Изменение тока выходного транзистора 17 элемента 6 относительно исходного состояния первый второй 3 1 (2 - 1)3 1 мьр(2 11111111 11111110 255 254 10000001 10000000 01111111 126 3 Т р 127 128 127254 0000000100000000 Составитель Н.Капитанов Техред И.Попович Корректор И.Муска Редактор Е,Папп Заказ 6304/57 Тираж 900 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 зой через последовательно соединенные шестой и седьмой резисторы, точка соединения которых подключена к второму выводу второго источника напряжения, база пятого транзистора через пятый резистор подключена к шине нулевого потенциала.2. Преобразователь по н.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что элемент . ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО выполнен на шестом, седьмом и восьмом транзисторах р-и-р-типа и восьмом, девятом и десятом резисторах, первые выводы которых объединены и являются входом питания элемента, второй вывод восьмого резистора соединен с эмиттером шестоготранзистора, базы шестого и седьмоготранзисторов объединены и подключенык второму выводу девятого резистораи к эмиттеру восьмого транзистора,коллектор которого соединен с шинойнулевого потенциала, а база подключена к коллектору шестого транзистора 10 и является управляющим входом элемента, коллектор седьмого транзистора является выходом элемента, эмиттер,седьмого транзистора соединен с вторым выводом десятого резистора и яв ляется дополнительным входом элемента.