Цифроаналоговый преобразователь

Цифроаналоговый преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >748861

Союз Советскни

Социалистические

Республик (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 27,06.78 (21) 2632406/18-2 с присоединением заявки №

E (23) Приоритет (5l)M. Кл.

Н ОЗК 13/О<

Гееударстееилый комитет

СССР (53) УД К 68 1.325 (088.8) Опубликовано 15.07.80. Бюллетень № 26 дв делам иэобретеиий к открытий

Дата опубликования описания18.07.80 (72) Авторы изобретения

Э. С. Никулин (7I ) Заявитель (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислитель- ной технике и автоматике и предназначено для преобразования цифровых кодов в постоянный ток.

Известен цифроаналоговый преобразо5 ватель, содержащий источник опорного напряжения, декодирующую сетку резисторов Р -2R, двухпозиционные транзисторные ключи и схемы управления, по сигналам которых двухпозиционные ключи соединяют резисторы сетки с общей шиной или с незаземленной шиной источника опорного напряжения (1) .

Однако в таких преобразователях токи управления единичными транзисторными ключами, (т.е. ключами, которые не связаны с обшей шиной), протекают через источник опорного напряжения и его вы.— ходной тох зависит от входного кода.

Это приводит к дополнительной погрешности, обусловленной падением напряжения на выходном сопротивлении источника опорного напряжения. Кроме того, в этих преобразователях источник опорного на,пряжения должен обеспечивать работу в широком диапазоне изменения тока (от нуля до максимального значения, определяемого суммой токов, управления единичных клк чей во всех разрядах), что приводит к его усложнению и увеличению потребляемой мощности.

Известен также преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, декодирующую сетку резисторов, связанных с двухпозиционными транзисторными ключами, изолированный источних напряжения, подключенный одним полюсом к незаэемленной шике источника опорного напряжения, и диоднорезистивные схемы управления и каждом разряде, связывающие базы ключевых транзисторов с прямыми и инверсными выходами триггеров управления и вторым полюсом изолированного источника напряжения 2) .

Однако такие преобразователи сложны, поскольку необходимо применять дополнительный источник питания, изолиро50 где

74 ванный от обшей шины, и диодно резистивные схемы управления ключами, требующие формирования разнополярных сигналов на входе преобразователя.

Цель изобретения — упрощение преобразователя.

Цель достигается тем что В цифро аналоговый преобразователь, содержащий ,источник опорного напряжения, декодкрующую сетку Й -2К, связанных с общей шиной через нулевые трайзисторные ключи и с шиной источника опорного напряжения через единичные транзисторные .ключи, два инвертирующих усилителя в каждом разряде, причт выход первого инвертирующего усилителя соединен с входом второго инвертирующего усилителя и через резистор с базой транзистора нулевого кл:уча, а выход второго усилителя соединен с базой транзисторе едйничного ключа, в каждом разряде преобразователя выход первого инвертиpyromего усилителя соединен через после довательно соединенные дополнйтельный резистор и диод с шйной источника опорного напряжения.

На чертеже представлена схема цифроаналогового преобразователя.

Схема преобразователя содержит источник 1 опорного напряжения, декодируюшую сетку 2 резисторов К -2R, и ячейки преобразования, каждая из ко""торых: иМеет йулевые и "едики4йые ключй, на трайзисторах 3 и 4, посйедовательно

: включеййые первый и второй инвертируюшие усилители 5,6, выполненные соответственно на транзисторах 7,8, входных резисторах 9,10 и коллекторных рези.сторах 11,12, подключейных к источнику

13 напряжения. Резистор 14, включенный между выходом первого инвертирующего усилителя 5 и базой транзистора 3, формирует ток управления нулевого ключа на транзистОре 3. ГОк управления единичного ключа на транзисторе 4 формируется инвертирующим усилителем 6.

В каждый разряд преобразователя вве ден дополнительный резистор 15, включенный между незаземленной шиной источника 1 опорного напряжения и выходом первого инвертирующего усилителя.

Последовательно с резистором 15 включен диод 16.

Устройство работает следующим образом.

При нулевом значении сигнала на входе ячейки преобразования (Орх — О) транзистор 7 в первом инвертирующем

Ж>ьЪаЬМ ..

8861 усилителе 5 закрыт, через резистор 14 в базу транзистора 3 поступает ток управления, переводящий его в состояние глубокого насьпцения, что соответствует открытому состоянию нулевого ключа и соединению данного выхода резистивной сетки 2 с общей шиной. При этом транзистор 8 во втором инвертирующем усилителе 6 открыт, а следоващ тельно, единичный ключ на транзисторе 4 разомкнут. Для нормальной работы устройства путем соответствующего выбора сопротивлений резисторов 11, 10 и 14 обеспечивается условие 0 >rL4q где О— единичное значение напряжения на выходе инбертирующего усилителя 5 при закрытом транзисторе 7, а О, „- напряжение на выходе опорного источника 1. В этом случае диод 16 смещен в непроводящем направлении и данная ячейка преобразования не нагружает источник 1 опорного напряжения.

При единичном значении сщ нала на в оде ячейки преобразования (IJ у О)

25 транзистор 7 открыт и выходное напряЬх жение первого инвертирующего усилителя 5 имеет нулевое значение (00= О ), и рМультате чего транзисторы, 3 и 8 закрыты, а транзистор 4 находится в:

30 глубоком насьпцении за счет тока управления t, поступающего в его базу с выхода усилителя 6 и связанного с параметрами элементов схемы следующим соотношением

° „ U5ê" оп

Ч R, где Е - выходное напряжение источника 13;

40 Ц - напряжение на переходе баэаколлектор транзистора 4-;

R - сопротивление коллекторного резистора 12.

В этом случае через цепь, состоящую иэ резистора $5 и диода 16 протекает ток компенсации <<, определяемый из выражения

15 падение напряжения на диоде 16; сопротивление резистора 15.

При обеспечении условия I ly путем соответствующего выбора сопротивления резистора 15 через источник 1 опорного напряжения практически протекает лишь раэностный ток Дi=L -Lv

861

5 748 обусловленный отклонением параметров элементов схемы от номинальных значений, Поскольку легко обеспечить Д1(( ((Lg то в предлагаемом преобра- зователе, как и в известном, может использоваться маломощный источник опорного напряжения. Однако при этом не требуется изолированный от общей шины источник напряжения для формирования токов управления единичными М ключами, уменьшается число диодов в цепях управления ключами, а также отпадает необходимость в источнике разнополярных напряжений для питания схем управления нулевых и единичныХ 15 ключей.

Наиболее эффективно выполнять предложенный преобразователь по гибриднопленочной технологии. В этом случае засчет изготовления резисторов в едином - 2о технологическом процессе обеспечивается малый разброс их значений относительно друг друга в широком диапазоне воздействий внешних факторов, благодаря чему достигается компенсация токов уп- 25 равления единичными ключами в различных условиях эксплуатации преобразователя. Кроме того, при этом можно (путем выбора сопротивлений резисторов 10, 11, 14} достаточно точно выполнить 30

1 условие U =U ä, что позволяет уменьшить ток через резистор 15 при закрытом . единичном ключе 4 практически до нулевого значения без использования в преобразователе диода 16.

Таким образом, путем введения в каждую ячейку преобразования резистора и диода устраняется протекание токов управления единичными ключами через источник опорного напряжения без при- 4о менения дополнительного источника пи тания, изолйрованйого от общей шины, диодов в цепях управления ключами, а также источников разнополярных напряжений питания для схем управления ключами, в результате чего достигается упрощенйе преобразователя.

Ф орм ула изо бр е т ения

Цифроаналоговый йреобраэователь, содержащий источник опорного напряжения, декодирующую сетку резисторов

Й- 29, связанных с общей шиной через нулевые транзисторные ключи и с шиной источника опорного напряжения через единичные транзисторные ключи, два, инвертирующих усилителя в каждом разpage, причем выход первого инвертйруй- " щего усилителя соединен с входом второго инвертирующего усилителя и через резистор с базой транзистора нулевого ключа, а выход второго усилителя соединен с базой транзистора единичного ключа, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, .что, с целью упрощения преобразователя, в каждом его разряде выход первого инвертйрующего усилителя соединен через последовательно, соединенные дополнительный резистор и диод с шиной источника опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смолов В. Б. и др. Полупроводниковые кодирующие и декодирующие преобразователи напряжений. Л., Энергия, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 362459, кл. Н 03 К 13/04, 24.05.71 (прото тип) .