Преобразователь код-ток

(19) (11) 9 3 СЮ В ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ МИТЕТ СССР Й и ОТИРыт ИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТОРСКОМУ СВ ка, первые анало подключены к об логовые выходы - а, цифровые вхок о шинам преоба", 1977, к соответственн я техника", 1980,2 (прототип).(54)(5 ержащии ервый вь итр к ш не исто од - онно денеинверо усилит ервь х вторые входыжду собой, первые тветственно к(56) 1. "Электронис, 48-54, рис.2.2. "ИзмерительнМ 7, с. 56-58, рис РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ТО ервый резистор, стаби од которого подключен ка питания, второй вы ирующему входу операц ля, первый реэистивныи литель тока, д выходов которого под ключены соответствен дам й источников ток которых соединены ме выходы подключены со выходам второго реэистивного делеля тока, вторые выходы - к входа П переключателеи т говые выходы которых щей шине, вторые ана к шине выходного то раэуемого кода, о т л и .ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования в широком диапазоне температур, в него введен второйрезистор, первый вывод которого подключен к вторым входам и источниковтока, второй вывод - к первому выводу первого резистора и к инвертирующему входу операционного усилителя,неинвертирующий вход которого подключен к входу первого резистивного делителя тока, выход - к входу второгорезистивного делителя тока, при этомвторой вывод первого резистора подключен к шине источника питания, 1083359Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования в аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователях, 5Известен преобразователь код-ток содержащий токозадающий резисторный делитель, включающий тетрады взвешенных по двоичному закону резисторов К, 2 К, 4 К, 8 К и резистор термо компенсации, тетрады транзисторов гечераторов и переключателей токов с транзистором термокомпенсации, выходной резисторный делитель тока, источник стабильного тока и операци онный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к земляной шине, выход - к входу резисторного токозадающего делителя, а неинвертирующий вход - к коллектору транзистора тер мокомпенсации, эмиттер которого подключен к резистору термокомпенсации, а база - к источнику напряжения смещения и к базам транзисторов тетрад генераторов токов, коллекторы тран- -5 зисторов в тетрадах которых объединены между собой и подключены к соответствующим входам выходного делителя тока, а эмиттеры подключены к соответствующим резисторам разрядов 30 токозадающего делителя и к соответствующим аналоговым входам переключателей токов разрядов, аналоговые выходы которых подключены к земляной шине, а цифровые входы - к шинам35 включения данных разрядов, причем с целью уменьшения погрешности преобра- зователЯ, вызванной Различием Пбз транзисторов соседних разрядов из-за разных значений токов в них, ,площади эмиттеров транзисторов в тетрадах взвешены по двоичному закону пропорционально токам., протекающим через них Г 11.;с 5Недостатком способа компенсации различий Б является то что он при"аЗУводит к усложнению технологии, а для гибридных схем оказывается часто неприемлемым, так как термокомпенсацияГ проводится для старшей тетрады источ- Ников токов, а поэтому для хорошей термокомпенсации изменений Б тран 9 зисторов остальных тетрад источников токов необходимо их размещение на од= ном кристалле со старшей тетрадой, Кроме того, в данных преобразователях требуется выходной делитель тока из прецизионных резисторов, имеющих ма;1 ый ТКС и изготовленных с высокой точностью,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь код-ток, содержащий первый резистор, стабилитрон, первый вывод которого подключен к шине источника питания, второй вывод - к неинвертирующему входу операционного усилителя, первый резистивный делитель тока, П выходов которого подключены соответственно к первым входам и источников тока, вторые входы которых соединены между собой, первые выходы подключены соответственно ки выходам второго резистивного делителя тока, вторые выходы - квходам и переключателей тока, первые аналоговые выходы которых подключены к общей шине, вторые аналоговые выходы к шине выходного тока, цифровые входы - соответственно к о шинам преобразуемого кода. Температурная стабилизация тока каждого разряда осуществляется индивидуально, что позволяет хорошо компенсировать погрешности преобразователя, вызванные токами базы транзисторов генераторов токов и различиемтранзисторов генераторов токовразных разрядов 21Недостатком известного преобразователя является то, .что в нем первый ,целитель должен быть изготовлен изпрецизионных резисторов, имеющих малый ТКС и высокую точность изготовления, Кроме того, в преобразователе существует погрешность из-за изменения базовых токов транзисторов источников разрядных токов и изменения напряжения на стабилитроне при изменении напряжения питания.Цель изобретения - повышение точности преобразования в широком диапаое, емпер атуруказанная цель достигается тем, что в преобразователь код - ток, содержащий первый резистор, стабилитрон, первый вывод которого подключен к шине источника питания, второй вывод - к неинвертирующему входу операционного усилителя, первый резистивный делитель тока, О выходов которого подключены соответственно к первым входам о источников тока, вторые входы которых соединены между собой, первые выходы подключены соответственно к П выходам второгорезистивного делителя тока, вторыевыходы - к входам о переключателейтока, первые аналоговые выходы которых подключены к общей шине, вторыеаналоговые выходы - к шине выходноготока, цифровые входы - соответственно к й шинам преобразуемого кода,введен второй резистор, первый выводкоторого подключен к вторым входамО источников тока, второй вывод - 1 Ок первому выводу первого резистора ик инвертирующему входу операционногоусилителя, неинвертирующий вход которого. подключен к входу первого резистивного делителя тока, выход - к 15входу второго резистивного делителятока, при этом второй вывод первогорезистора подключен к шине источникапитания,На фиг,1 приведена структурная 20схема преобразователя код-ток, нафиг.2 - принципиальная схема источника тока одного разряда.Преобразователь содержит первый25 резистор 1, стабилитрон 2, первый вывод которого соединен с вторым выводом первого резистора 1, второй вывод - с неинвертирующим входом операционного усилителя 3 и входом первого резистивного делителя 4 тока.З 0 Инвертирующий вход операционного усилителя 3 подключен к первому выводу первого резистора 1, выход - к входу второго резистивного делителя 5 тока О выходов первого резистивного 35 делителя 4 тока подключены соответст венно к первым входам о источников 6 тока, вторые входы которых соединены между собой, первые выходы подключены соответственно квыходам вто рого резистивного делителя 5 тока, вторые выходы - к входам р переключателей 7 тока, первые аналоговые выходы которых подключены к общей шине 8, вторые аналоговые выходы - к шине 9 выходного тока, цифровые входы - соответственно к в шинам 10 преобразуемого кода. Первый вывод второго резистора 11 подключен к вторым входам источников 6 тока, второй 50 вывод - к первому выводу первого резистора 1, второй вывод которого подключен к шине 12 источника питания.Схема источника тока одного разряда (фиг.2) включает второй выход 13,первый вход 14, первый выход 15,второй вход 16, и транзисторы 17-19. Преобразователь работает следующимобразом,После включения питания опорноенапряжение У 2 со стабилитрона 2 поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 3, на выходекоторого устанавливается такое напряжение, прикладываемое к входу второго резистивного делителя 5, при котором ток, протекающий через этот делитель, вторые входы и первые выходыисточников 6 токов, второй резистор11 (Г 11) и первый резистор 1 (й 1),вызывает падение напряжения на резисторе 1, равное 02,Ток через резисторы 1 и 11 поддерживается постоянным, равным Б /К 1,независимо от температурного или временного изменения сопротивлений резистивных делителей 4 и 5 тока и изменения напряжения питания. При этомна резисторе 11 возникает падение наПгпряжения - К 11 которое прикладываК 1ется к вторым входам источников 6 токов, на первых входах которых возникает такое же напряжение, прикладываемое к разрядным резисторам первого делителя 4, в которых при этомпротекают разрядные токи, поступающие с выходов источников 6 тока нааналоговые входы переключателей 7токов и коммутирующие либо на общуюшину 8, либо на ыину 9 выходного тока преобразователя в зависимости отнулевого или единичного значения сигнала на шинах 10 преобразуемого кода,Через стабилитрон 2 также протекает постоянный ток, равный току, протекающему через первый резистивный делитель 4 независимо от изменения напряжения питания.Выходной ток каждого разряда определяется выражениемБг- . К 1+П яК БзК 4 2 (1+дк,) Б 11где Б - напряжение на стабилитро 2не 2;К - сопротивление первого ре 1зистора 1;К 11 - сопротивление второго резистора 11;К 4 - входное сопротивленФ делителя 4д " номер разряда,ЖК, - погрешность коэффициентапередачи резистивного делителя для х-го разряда,.Ы - разность токов базы транзисторов 1 и 19 1-го разряда,Ац . - разность напряжений базаоуэмиттер транзисторов 17 и18 -го разряда,1 ОСоставляющие тока разряда не зависят от напряжения питания, так кактоки, протекающие через стабилитрон2 и транзистор 17, постоянны и не зависят от напряжения питания.15Первый ч и второй 5 резистивныеделители могут быть выполнены либов с весовыми резисторами К, 2 К2кК (где и - число разрядов), либо сцепочкой резисторов КК, причем 20точность изготовления второго делителя может быть в 2-5 раз ниже, чемпервого. Для хорошей термостабилизации разрядных токов резисторы в делителях должны быть согласованы поТКС, что легко достигается при ихинтегральном исполнении. Резистор 11должен быть изготовлен совместно спервым резистивным делителем ч токав интегральном исполнении. Технико-экономический эфФект при использовании изобретения заключается в повышении точности преобразования в диапазоне температур и уменьшении составляющей погрешности, вызванной изменением напряжения питания, так как введение второго резистора с соответствуецнми связями, а также изменение связей внутри преобразователя позволяет применить в нем интегральные резистивные делители с резисторами, имеющими большой, но согласованный ТКС, а также обеспечить постоянство токов, протекающих через стабилитрон, резистор термокомпенсации, источники тока и реэистивные делители при изменениях напряжения питания.1083359Составитель В.Першиков Редактор Т.Иермелштейн Техред Л. Мартяшова Корректор Ю.Макаренко Заказ 177 б/52 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.45Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4