Цифроаналоговый преобразователь

Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано в аналого-цифровых преобразователях и калибраторах,Цель изобретения - повышение точности,На чертеже представлена функциональная схема цифроаналогового преобразователя, 10Цифроаналоговый преобразовательсодержит первый преобразователь 1код - ток, выполненный на источнике1. тока и кодоуправляемом делителе,состоящем из делителей 1. 2,1-1. 2.п 15тока, переключателей 1.3, 1-.1.3, и тока, и разрядных ключей 1.4,1-1.4,п,второй преобразователь 2 код-ток,арифметический блок 3, выполненный ввиде управляемого вычитателя, второй 204 и третий 5 вычитатели и блок 6 управления.Цифро аналоговый прес бразов ательработает следующим образом.Выходной ток 1 источника 1.1 тока поступает на вход делителя 1,2,1тока и делится так, что с его выходовна входы переключателя 1.3.1 токапоступают токи, номинальные значениякоторых равны 1/2 1. Одна половина 30тока 1 используется в качестве разФ 1рядного тока и через разрядный ключ1.4,1 поступает на прямой или инверсный выходы первого преобразователя1 КОд ток В 3 аВисим Ости О т ВходногО 35преобразуемого кода цифроаналоговогопреобразователя, а другая половинатока 10 поступает на вход следующегоделителя 1.2,2 тока и там делится надве равные части. Второй разряд первого преобразователя 1 код - ток работает аналогично первому: одна частьтока, равная 1(4 1 , через разрядный,ключ поступает на прямой или инверсный выходы преобразователя 1 код - 45ток, а другая часть тока, также равная 14 Х , поступает на вход следующего делителя тока, Остальные разряды первого преобразователя 1 код -ток работают аналогичным образом, эаисключением последнего разряда, в котором один иэ выходов переключателя1.3.п соединен с шиной нулевого пог:тенциала. Состояние всех разрядныхключей зависит от значения входного.,кода. По команде от бЛОКа 6 управле". ния все переключатели 1,3 токов могутменять местами свои выходные токи,в результате чего погрешности выходных токов преобраэователя 1 код - ток меняют свой знак, причем модули этих погрешностей равны,)Цифроаналоговое преобразование первым преобразователем 1 код - ток осуществляется за два такта, причемна первом такте преобразование производится при одном состоянии переклю чателей 1.3,1-1,3.п, а на втором такте - при противоположном состоянии. На кервом/такте с помощью второго вычитателя 4 производится вычитание выходного сигнала второго преобразователя 2 код - ток из выходного сигнала инверсного выхода первого преобразователя 1 код - ток и по команде с первого выхода блока 6 управления результат вычитания запоминается в устройстве. выборки и хранения. На втором такте преобразования выходной сигнал второго вычитателя 4 вычитается из выходного сигнала устройства выборки и хранения первым вычитателем 3.2, полученный результат поступает на вход вычитаемого третьего вычитателя 5, Вычитатель осуществляет вычитание выходного сигнала управляемого вычитателя 3 из выходного сигнала . прямого выхода первого преобраэовате" ля 1 код - ток. Полученный результат является выходным сигналом цифроаналогового преобразователя.Достижение повышения точности в цифроаналоговом преобразователе обеспечивается следующим образом.Пусть некоторому входному коду в идеальном случае соответствует выходкой сигнал, равный 11, Обозначают выходной сигнал второго преобраэова теля 2 код - ток Ь, а выходные сигналы первого преобразователя 1 код - ток ка инверсном выходе на первом такте преобразования 11 а на втором такте Ь,", Тогда П Б + Л, Б= Ю + 1;1 ц= У- й1где д а - погрешности первого ивторого преобразователей код - ток, соответственно.Погрешность Л,меняет знак в результате переключения переключателей токов. Выходной сигнал второго вычитателя 4 на первом такте преобразованияП КР П) + "ьнз 14 где К, - коэффициент передачи второго вычитателя 4;а в 4- погрешность вычитателя 4.11 о команде с блока 6 управления результат Ь запоминается в устройв 4стве выборки и хранения,Выходной сигнал второго вычитателя 4 на втором такте преобразованияпри этом на выходе управляемого вычитателя 3+Увгде К - коэффициент передачи управляемого вычитателя 3;Дв- погрешность управляемого вычитателя 3.Обозначив выходной сигнал первого преобразователя 1 код - ток на прямом выходе У, на втором такте преобразования с учетом приведенных выражений имеют У, = 11 + Л тогда выходной сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя равен11 вьо= 1 - Кв 1 ув+ д вк=,+2 К 1 КФво 1 Кздо И818924кратковременной стабильностью, вычитатели 3.2, 4 и 5 могут быть реализованы на основе операционных усилителей, устройство выборки и хранения на серийной микросхеме (например, К 1100 СК 2 а блок 6 управления - на основе распределителя импульсов, состоящего из последовательно соединен-30 0 15 20 25 ных генератора, счетчика и дешифрато ра.Точный результат преобразования формируется на втором такте преобразования и сигналом его.готовности может служить передний фронт импульса, управляющего переключением переключателей.токов первого преобразователя 1 код - ток. Для исключения погрешностей, вызванных совпадением момента коррекции погрешностей с моментомсмены преобразуемого кода, блок 6 управления может быть синхронизированвнешним сигналом, совпадающим с моментом смены преобразуемого кода.Данная погрешность может быть такжесущественно уменьшена с помощьюфильтра нижних частот, подключаемогок выходу цифроаналогового преобразователя,Формула изобре тениягде Кв - коэффициент передачи третьего вычитателя 5 по входу 35вычитаемого;- погрешность третьего вычиввтателя,Коэффициент передачи по входу уменьшаемого третьего вычитателя вы бирается равным единице.Если выбрать К =,1/2 К,К, то 45"вык=" Дзв К,К+ Двв Таким образом, выходной сигнал цифроаналогового преобразователя свободен от погрешностей первого 1 и , второго 2 преобразователей код - ток с точностью до выполнения равенства Кв = 1/2 К К , Точность данного равенства определяется точностью управляемого вычитателя 3 и третьего вычитателя 5В качестве второго преобразователя 55 2 код - ток могут быть использованы практически любые серийно выпускаемые цифроаналоговые преобразователй с то,ковым выходом и обладающие высокой Цифроаналоговый преобразователь содержащий арифметический блок, первый преобразователь код - ток, выполненный на источнике тока и кодоуправляемом делителе тока, вход опорного сигнала которого подключен к:выходу источника тока, а вход управления подключен к первому выходу блока управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, арифметический блок выполнен в виде управляемого вычитателя и введены втовторой преобразователь код - ток, первый и второй вычитатели, выход последнего из которых является выходной шиной, вход уменьшаемого второго вычитателя соединен с прямым выходом кодоуправляемого делителя тока, инверсный выход которого соединен с входом уменьшаемого первого вычитателя, вход вычитаемого и выход которого подключены соответственно к выходу второго преобразователя код - ток и первому входу управляемого вычитателя, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход соединен с входом вычитаемогоСоставитель Н. КапитановРедактор М. Бланар ТехредЛ,Олийнык Корректор И. Горная Заказ 2701(56 Тираж 885 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям .прн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 6 1481892второго вычитателя инФормационныевходы второго преобразователя код -ток объединены с соответствующими 6информационными входами кодоуправляемого делителя тока и являются входной шиной.