Преобразователь код-ток

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 149949 5 в 4 Н 03 Г 1 1/6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Модуль" Винницкого политехнического института и Винницкий политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР Вф 1083359, кл. Н 03 М 1/66, 1982,Авторское свидетельство СССР В 1246378, кл. Н 03 М 1/66, 1984.(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике ипредназначено для использованияв аналого-циФровых и циФроаналоговых преобразователях. Цель изобретенияповышение .точности. Преобразователькод - ток содержит отражатель-умножитель 1 тока, первый токозадающийэлемент, выполненный на резисторе 2,первый стабилитрон 3, элемент преобразования ток - напряжение, выполненный на резисторе 4, второй токозадающий элемент, выполненный на резисторе 5, второй стабилитрон 6, резистивный делитель 7 тока, узлы 8.1-8.Кпреобразования код - ток, каждый изкоторых выполнен на в переключателях9.1-9.ш разрядных токов, блоке 10буФерных каскадов, блоке 11 источников разрядных токов, блоке 12 резистивных токозадающих элементов, атакже шину 13 источника питания, выходную шину 14, шину 15 преобразуемого кода. 3 з.н,ф-лы, 4 ил,498 4Преобразователь код-ток работаетследующим образом.После включения питания запускается первый стабилитрон 3 начальнымтоком, протекающим по цепи резистор27 - транзисторы 18 и 21. При этомна выходе первого источника тока(транзисторы 16, 21 и 24) генерирует ся ток 1, равныйЫ,йэНор + д 0 бэ,1 ыКУ 3 1499Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователях.Цель изобретения - повышение точности преобразования.На фиг, 1 приведена функциональная схема преобразователя код - ток;на Фиг. 2 - принципиальная схема отражателя-умножителя тока; на фиг.3принципиальная схема блока источников разрядных токов; на Фиг. 4 принципиальная схема блока буферныхкаскадов.Преобразователь код - ток (фиг.1)содержит отражатель-умножитель 1 тока, первый токозадающий элемент, выполненный на резисторе 2, первый стабилитрон 3, элемент преобразованияток - напряжение, выполненный на резисторе 4, второй токозадающий элемент, выполненный на резисторе 5,второй стабилитрон 6, резистивныйделитель 7 тока, К узлов 8. 1-8.Кпреобразования код-ток, каждый изкоторых выполнен на щ переключателях9.1-9.ш токов, где К ш = и - раз"рядность преобразователя код - ток,блоке 10 буферных каскадов, блоке 11источников разрядных токов, блоке12 реэистивных токоэадающих элементов. Преобразователь код - ток содержит также шину 13 источника питания,выходную шину 14 и шину 15 преобразуемого кода,Отражатель-умножитель 1 тока(фиг. 2) содержит и - р - и-транзисторы 16-21 с первого по шестой,р - и " р-транзисторы 22-24 с первого по третий, группу 25 1-х и - р -итранзисторов, где 1 - коэффициентумножения тока, группу 26 1 = хр - и - р-транзисторов, первый 27и второй 28 резисторы,Блок 11 источников разрядных токов (Фиг. 3) содержит ш источников29 разрядных токов, причем 1-й источник разрядного тока выполнен напервой 30 и второй 31 группах -хи - р - и-транзисторов и р - и - ртранэисторе 32,Блок 10 буферных каскадов (фиг.4)содержит щ буферных каскадов, каждыйиз которых представляет собой составной транзистор, собранный по схемеДарлингтона из трех и - р - и-транзисторов 33-35. где 015 305 16где г и г / - сопротивления эмита . атеров транзисторов23 и транзисторов26 соответственно;К, К 7 - сопротивления резисторов 28 и 27соответственно;16 - базовый ток 1-хтранзисторов 26.Ток через стабилитрон 1 с 7 равен 40 5 77 7, б б М25где 16 - базовый ток транзисторов 45 ь 7 э1 - базовый ток транзистора 17,6Такая структура источника опорного напряжения обеспечивает высокуюстабильность Опри изменении пита ющего напряжения 0 в широком температурном диапазоне благодаря значительному уменьшению базовых токови устранению влияния дрейфа баэовьпстоков блока источников разрядных то ков с помощью транзистора 17, Коэффициент стабилизации О, определяетсявыражениемК игаст Гбст- опорное напряжение, задаваемое первым стабилитроном 3;д 0- разность напряженийЮабаза - эмиттер транзисторов 16 и 25;20 К - сопротивление резистора1162 э- базовый ток транзистобра 16.На выходе второго источника токаотражателя-умножителя 1 генерируетсяток 1, равныйгэт,+КубЪьб эан98 где КМт 7 Э 1 уйдгде ДУбэ 20 ДК,25 30 35 40 45 50 55 5 14994 коэффициент стабилизации; выходное сопротивление второго источника тока;динамическое сопротивление первого стабилитрона 3. После появления выходного напряжения стабилитрона 3 на входах группы входов блока 11 источников разрядных токов возникает такое же напряжение, прикладьваемое к разрядным резисторам блока 12 резистивцых токозадающих элементов, в которых протекают разрядные токи 1 ;, равные15 2,31 12 - Б фК; 2 (1 +йК,) разность напряжений база-эмиттер транзисторов 31 и 25;-е сопротивление блока 12;номер разряда;погрешность коэффициента передачи блока 12 для -го разряда;- базовый ток транзисторов 31 -го разряда. ЯтДрейф 1 . источников разрядных токов в температурном диапазоне незначительный, так как они собраны на согласованных составных транзисторах по схеме Шиклаи, Введение в схему предлагаемого устройства. блока буферных каскадов позволяет исключить влияние переключателей тока, заключащцееся в изменении р д на источ- никах разрядных токов при переключении разрядов.Токи 1 ; поступают с выхода блока 11 источников разрядных токов на входы группы входов блока 10 буферных каскадов. Потенциал базы транзистора 33 задается источником смещения, выполненном на резисторе 5 и стабилитроне 6, представляющем собой параметрический стабилизатор, к которому не предъявляются высокие требования, Изменения опорного напряжения на этом стабилизаторе не приведут к заметному изменению выходного сигнала источника разрядных токов.С выхода блока 10 буферных каскадов токи разрядов 1; поступают на входы переключателей 9 токов, коммутирующие эти токи в выходную шину 14,Для термостабилизации разр ядных токов резисторы в делителе 7 и блоке12 .должны быть согласованы по ТКС,что легко достигается при их микроэлектронном исполнении, Введениев схему отражателя-умцожителя токатранзистора 17 позволило в р раз,снизить выходное сопротивление входного второго датчика тока, служащегообщим датчиком для блока источниковразрядных токов, и повысить нагрузочную способность датчика,Для нормальной работы преобразователя код-ток транзисторы 16, 25и 31, а также 23 и 26 должны бытьидентичными, что достигается при ихмикроэлектронном исполнении. С цельюминимизации температурной погрешности источников разрядных токов -уменьшения температурного дрейфа,э 1Д Б ., необходимо плотность токовбэчерез транзисторы 25 и каждьд цзтранзисторов 31 делать равной. Этообеспечивается выбором количестватранзисторов 31.Выбор 1-х транзисторов 25 и 26необходим для задания оптимальноготока через первьп стабилитрон 3,обеспечивающий минимальный температурный дрейф его напряжения. формула изобретения 1. Преобразователь код - ток, содержащий отражатель-умножитель тока,первый вход которого через первыйтокозадающий элемент, выполценцьпЪв виде резистора, подключен к шинеисточника питания, первый выход через первый стабилитрон подключенк шине источника питания, резистивцый делитель тока, К узлов преобразования код - ток, каждый из которыхвыполнен на ш-разрядных переключателях тока, где ш К = и - числоразрядов преобразуемого кода, блокеисточников разрядных токов, блокерезистивных токозадающих элементов,первые вьводы которого объединеныи подключены к шине источника питания, вторые выводы подключены к соответствующим входам группы входовблока источников разрядных токов,выходы переключателей тока объединены, управляющие входы переключателейтоков являются соответствуюдими входными шинами преобразуемого кода, выход переключателя тока старшего раз149949 7Эряда первого узла преобразования код - ток является выходной шиной, входы блоков источников разрядных токов всех узлов объединены между собой, о т л и ч а ю щ и й с я тем,5 что, с целью повышения точности преобразования, введены элемент преобразования ток - напряжение, выполненный в виде резистора, второй токозадающий элемент, выполненный в виде резистора, второй стабилитрон и в каждый узел преобразования код - ток введен блок буферных каскадон, выходы которого подключены к входам 5 соответствующих разрядных переключателей тока, группа входов подключена к соответствующим выходам блока источников разрядных токов, входы блоков буферных каскадов всех узлов объединены и подключены через второй стабилитрон к шине источника питания, а через резистор второго токо- задающего элемента - к шине нулевого потенциала. и второму входу отражателя - умножителя тока, второй выход которого подключен к входу блока источников разрядных токов первоМго узла преобразования код - ток и через резистор элемента преобразования ток - напряжения - к шине источника питания, при этом первый выход реэистивного целителя токов объединен с выходом переключателя тока старшего разряда первого узла преоб 35 разования код - ток, входы с первого по (К)-й подключены соответственно к выходам переключателей токов младипи узлов преобразования код - ток с ВторогО по К иу Второи ВыхОД пОД 4 О ключек к шине нулевого потенциала,2, преобразователь по п. 1, о т- л и ч.а ю щ и й с я тем, что отражатель-множитель тока выполнен на первом и втором резисторах, пеРвом, 45 втором и третьем р - и - р-транзисторах, первом, втором, третьем, четвертом, пятом ишестом и - р- и- транзисторах, группе 1-х р - п - ртранзисторов, где 1 - коэффициент умножения тока, группе 1-х и - р - и- транзисторов, и - р - п-транзисторов с базы которых объединены с базой первого и - р - и-транзистора, подключены к эмиттеру второго и - р - и-,)5 транзистора и являются вторым выходом отражателя-умножителя тока,эмиттеры 1-х и - р- п-транзисторов группы объединены с эмиттером третьего и - р - итранзистора и являются первым выходом отражателя-умножителя тока, коллекторы 1-х и - р - п-транзисторов группы подключены к базе второго и - р - и- транзистора и базе первого р - и - ртранзистора, коллектор которого подключен к базе третьего и - р - и- транзистора, эмиттер первого р - и - Р- транзистора объединен с коллектором третьего и - р - и-транзистора и подключен к эмиттеру четвертого и - р - п-транзистора, база которого подключена к коллекторам 1-х р - и - р-транзисторов группы, базы которых объединены с базой второго р - п - р-транзистора, базой пятого и - р - и-транзистора и подключены к коллектору второго р - и - р-транзистора, эмиттеры 1-х р - п - ртранзисторов группы объединены с коллектором четвертого и - р - и- транзистора и подключены к первому выводу первого резистора, второй вывод которого объединен с первым выводом второго резистора, подключен к коллектору второго и - р - и-транзистора и является вторым Входом отражателя - умножителя тока, второй вывод Второго резистора подключен к эмиттеру второго р - и - ртранзистора и к коллектору пятого и - р -п-транзистора, эмиттер которого подключен к коллектору шестого и . - р - и-транзистора и к эмиттеру третьего р - и - р-транзистора, ба-за которого подключена к коллектору: и - р - п-транзистора, а коллектор подключен к базе шестого и - р - и- транзистора, эмиттер которого объединен с эмиттером первого и - р - итранзистора и является первым входом отражателя - умножителя тока.3, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок источников разрядных токов выполнен на ш источниках тока, а каждый х-й источник тока содержит две группы по х и - р - и-транзисторон и р - п - р-транзистор, эмиттер которого объединен с коллекторами -х и - р - и-транзисторов первой группы и является соответствующим выходом блока, база подключена к коллекторам х-х транзисторов второй группы, коллектор подключен к базам 1-х и - р - п-транзисторов, первой группы, эмиттеры которых объединены с эмиттерами -х и - р - и-транзисто9 14 ров второй группы и являются соответствующим входом группы входов блока, базы и -" р - и-транзисторов второй группы щ-х источников тока объединены и являются входом блока.4, Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что реэис-. тивный делитель тока выполнен на цепочке последовательно соединенных К 99498 орезисторов, второй вывод первого резистора цепочки является первым выходом реэистивного делителя тока, 5первые выводы остальных Крезисторов цепочки являются входами реэистивного делителя тока с первого по(К)-й, второй вывод К-го резистора цепочки является вторым выходомреэистивного делителя тока.1499498 оставитель В, Першикехред М,Дидык аров Корректо улла едакто оиэводственно-издательский комбинат "Патент Ужгород, ул. Гагарина, 1 Заказ 4707/55 Тираж 884 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Же.35, Раушская наб., д. 4/5