Цифроаналоговый преобразователь

Цифроаналоговый преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении прецизионных цифроаналоговых преобразователей, а также в различного рода контрольноизмерительной аппаратуре. Цель изобретения - повышение точности преобразования . Преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, празрядный 2, первый 3 и второй 4 гаразрядные кодоуправляемые делители, выполненные на резистивных матрицах 5,6,7 типа R-2R и переключателях 8,9,10, вычитающий усилитель 11,масштабирующий злемент 12, выполненный на резисторе, выходной усилитель 13 с элементом 14 обратной связи, выполненным на резисторе, первую 15 и вторую 152, входные шины, выходную шину 16. Повьш1ение точности достигается за счет компенсации .систематической составляющей остаточных сопротивлений Tj .и их разброса ДГ; , а также остаточных напряжений ,переключателей кодоуправляемого делителя 2 путем формирования с помощью делителей 3,4 напряжений поправки с их последующим вычитанием из выходного напряжения преобразователя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИК

1 А1 (19) (111 (51) 4 Н 03 M 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4062369/24-24 (22) 28.04.86 (46) 15.01.88.Бюл. У 2 (71) Пензенский политехнический институт (72) А.А.Данилов, Г.П.Шлыков и В.М.Шляндин (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 687584, кл. H 03 М 1/66, 1978.

Шлыков Г.П. Аппаратурнре определение погрешностей цифровых приборов.

М.: Энергоатомиздат, 1984, с.89, рис.41. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь» зовано при построении прецизионных цифроаналоговых преобразователей, а также в различного рода контрольноизмерительной аппаратуре. Цель изобретения - повышение .точности преобразования. Преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, празрядный 2, первый 3 и второй 4 mразрядные кодоуправляемые делители, выполненные на резистивных матрицах

5,6,7 типа R-2R и переключателях

8,9,10, вычитающий усилитель 11,масштабирующий элемент 12, выполненный на резисторе, выходной усилитель 13 с элементом 14 обратной связи, выполненным на резисторе, первую 15 и вторую 15 входные шины, выходную шину 16. Повышение точности достигается за счет компенсации систематической составляющей остаточных сопротивлений r;,и их разброса pr., а также остаточных напряжений переключателей кодоуправляемого делителя 2 путем формирования с помощью делите лей 3, 4 напряжений поправки с их последующим вычитанием из выходного напряжения преобразователя. I ил.

1 13671

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении прецизионных цифроаналоговых преобразователей,, а также в различного рода контрольно-измерительной аппаратуре.

Цель изобретения — повышение точности преобразования, На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя, Преобразователь содержит источ-. ник 1 опорного напряжения, п-разрядный 2, первый 3 и второй 4 m-разряд- 16 ные кодоупр авляемые делители, выполненные на резистивных матрицах 5—

7 типа R-2R и переключателях 810, вычитающий усилитель ll, масштабирующий элемент 12, выполненный 20 на резисторе, выходной усилитель 13 с элементом 14 обратной связи, выполненным на резисторе, первую 15< и вторую 15 входные шины, выходную шину 16. и и

U„>< = Е,, А;К вЂ”,) е.A К, +

1. i

+, е А;К, (3)

1а 1 и где К . = 2 /2 - весовой коэф Ь1 фициент i-ro разряда;

n - число разрядов кода.

Второй и третий члены этого выражения определяют погрешность от остаточных параметров переключателей, которая в предлагаемом преобразова-. теле исключается следующим образом.

С помощью делителя 3 осуществляется весовое суммирование потенциалов е; на входах матрицы 5. Управление переключателями 9 осуществляется инверсным .Входным кОДОм А „

А;, ..., A„} на шине 15 . При этом входы матрицы 6 подключаются то к нулевому потенциалу, то к потенциао лам е, Следовательно, напряжение на выходе делителя 3 равно

Преобразователь работает следующим образом.

Переключатели 8 подсоединяют входы резистивной матрицы 5 то к выходу источника 1 опорного напряжения, то к шине нулевого потенциала в зависимости от управляющего кода (А ...,...

А,,...., A„) на шине 15,, где

А; б (0,1) . Выходное напряжение преобразователя формируется на выходе усилителя 13 (шина 16). В случае идеальных переключателей потенциалы

Я на входах матрицы должны быть равны ч;=ЕА где Ео - выходное напряжение источника.

Вследствие остаточных параметров переключателей реальные потенциалы отличны от нуля и Е, определяются выражением

P = Е; А; + е ; А,, (2 ) гдеА; = 1-А;; о <

Е; Е,-е ; е;не -падения напряжения на замкнутых ключах соответственно при

А, =* 0 и при А; = 1.

При этом выходное напряжение основного делителя 2 можно записать следующим образом: (4) e, À;Ê„. =n-в4 I

U; и

U = Е, - ", е; А; КЬ" (5)

ien-m+i

Вычитая из полученного напряжения выходное напряжение источника 1 при помощи усилителя 11, выходное напряжение последнего определяем следую50 щим выражением n

U, = U - Е = -, > e, A;Êl, bn-a+I

Напряжение поправки, подаваемое

55 через масштабирующий элемент 12 на неинвертирующий вход выходного уси-, лителя, компенсирует погрешность, описываемую вторым членом выражения (3).

Полученное напряжение поправки пода30 ется на неинвертирующий вход выходного усилителя 13, и таким образом компенсируется погрешность, описываемая третьим членом выражения (3).

С помощью делителя 4 осуществляется весовое cyme.рование потенциалов Е на входах матрицы 5. Переключатели 10 управляются входным кодом (=. °

Ап ., ° ° ° A;ю ° ° ° ° An I Они подключают входы матрицы 7 то к потенциа-.

40 лу Е, то к потенциалам Е; . Следовао тельно, напряжение на выходе делителя 4 равно

3 13671

Следовательно, выходное напряжение преобразователя равно п :. А;Кь

q l 5

1 о 1 с где R«

R, Rz

ВНИИПИ Заказ 6850/55 Тираж 928 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r.

Ужгород, ул. Проектная, 4 где К вЂ” коэффициент усиления выходного усилителя.

Включение масштабирующего элемента 12, выполненного на резисторе, между выходом усилителя 11 и неинвертирующим входом выходного усилителя 13 предназначено для обеспечения одинакового (единичного) коэффициента усиления усилителя .13 от всех источников сигнала. При этом необхо15 димо, чтобы

) сопротивление резистора обратной связи усилителя

131 — выходное сопротивление делителя 2; — выходное сопротивление делителя 3; — сопротивление масштабирующего элемента.

Формула из обретения

ЗО

Цифроаналоговый преобразователь, содержащий и-разрядный и первый mразрядный кодоуправляемые делителя, где и - число разрядов преобразователя, ш - число его старших разрядов, каждый из которых выполнен .на резистивной матрице типа R-2R и переключателях, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами 4О резистивной матрицы, первые информационные входы переключателей объединенные между собой и с дополнитель.ным входом резистивной матрицы и соединены с первым выходом источника 45 опорного напряжения, подключенного к шине нулевого потенциала, вторые информационные входы переключателей первого ш-разрядного кодоуправляемого делителя соединены с соответствую- 50 щими информационными входами второго ш-разрядного кодоуправляемого делителя и подключены к выходам переклю59

4 чателей m старших разрядов и-разряцного кодоуправляемого делителя, выход резистивной матрицы которого и выход резистивной матрицы первого

m-разрядного кодоуправляемого делителя соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами выходного усилителя соответственно, выход которого соединен с его инвертирующим входом через элемент обратной связи, выполненный на первом резисторе, и является выходной шиной преобразователя, управляющие входы и-разрядного кодоулравляемого делителя являются первой входной шиной, а каждый иэ управляющих входов его m старших разрядов соединен с соответствующим управляющим входом второго m-разрядного кодоуправляемого делителя, управляющие входы переключателей первого mразрядного кодоуправляемого делителя являются второй входной шиной, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены вычитающий усилитель и масштабирующий элемент, выполненный на втором резисторе, а второй ш-разрядный кодоуправляемый делитель выполнен на реэистивной матрице типа R-2R и переключателях, причем управляющие и первые информационные входы переключателей являются соответственно управляющими и информационными входами второго ш-разрядного кодоуправляемого делителя, вторые информационные входы переключателей объединены между собой и с дополнительным

1 входом резистивной матрицы, с вторыми информационными входами переключателей и-разрядного кодоуправляемого делителя и с инвертирующим входом вычитающего усилителя и соединены с вторыми выходом источника опорного напряжения, а выходы переключателей второго m-разрядного кодоуправляемого делителя соединены с соответствующими разрядными входами реэис» тивной матрицы, выход которой соединен с неинвертирующим входом вычитающего усилителя, выход которого соединен через второй резистор с неинвертирующим входом выходного усилителя,