Цифро-аналоговый преобразователь Советский патент 1983 года по МПК H03K13/02 

00

ю to

да

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к цифроаналоговому преобразованию и может быть иепольэовано для вывода аналоговой информации, представленной током ил напряжением из цифровой вычислительной машины, а также для создания сигнала обратной связи в аналоговых преобразователях.

Известен цифроаналоговый преобразователь , содержащий источник опорного напряжения, токозадающие резисторы, токопроводящие транзисторы, ключи и усилитель Cl3.

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и ограниченная точность, обусловлеН ная влиянием неидентичности параметров токопроводящих транзисторов.

Известен также цифроаналоговый преобразователь ЦАП), содержащий шину.опорного напряжения, п переключателей разрядных токов и п токозадающих резисторов, первые выводы которых соединены между собой и с шиной опорного напряжения, а вторые выводы - с входами соответствующих переключателей разрядных токов к управляющим входам которых подключена разрядные шины входного кода, первые и вторые выхода переключателей разрядных токов подключены соответственно к выходу устройства и общей шине 2 .

Недостатком этого устройства является низкая точность, которая ограничивается сопротивлениями открытых ключей,

Целью изобретения является повышение точности цифроаналогового преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в цифроаналоговый преобразователь, содержащий шину опорного напряжения, п переключателей разрядных токов и п токозадающих резисторов , первые выводы которых соединены между собой и с шиной опорного напряжения, а вторые выводы - с входами соответствующих переключателей разрядных токов, к управляющим входам которых подключены разрядные шины входного кода, первые и вторые выходы переключателей разрядных токов подключены соответственно к выходу устройства и общей шине, введены усилитель тока и m суммирующих резисторов и m переключателей токов коррекции, причем первые выводы суммирующих резисторов соединены с входами п сс ответствующих переключателей разрядных токов, а вторые выводы - с входами соответствующих переключателей тока коррекции, управляющие входы которых соединены с управляющими входами соответствующих переключателей разрядных токов, первые выхода переключателей токов коррекции подключены через усилитель

тока к выходу, а их вторые выходы к общей шине устройства.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого цифроаналогового преобразователя..

5 Устройство содержит разрядные токозадающие резисторы 1 по числу разрядов п входного кода, переключатели 2 разрядных токов по числу разрядов кода п, суммирующие резисторы

0 3 для т, корректируемых старших разрядов устройства, переключатели 4 тока коррекции по числу m корректируемых разрядов и усилитель

5тока и шину б опорного напряжения

5 опПервые выводы разрядных токозадающих резисторов 1 соединены с шиной

6опорного напряжения UQ, .а вторые выводы этих резисторов 1 подключены к входам переключателей 2 разрядных

0 токов. Управляющие входы переключателей 2 разрядных-токов подключены к соответствующим разрядным шинам входного кода. Первые и вторые выхОды переключателей 2 разрядных токов

5 соединены между собой и подключены соответственно к суммирукедей шине (СШ ), являющейся выходом устройства, ик общей шине. Первые выводы суммирующих резисторов 3 соединены

0 с входами соответствующих переключателей 2 разрядных токов, а вторые выводы резисторов 3 подключены к входам соответствующих переключателей 4 токов коррекции, управляющие

5 вхоДы которых соединены с управляющими входами соответствующих переключателей 2 разрядных токов. Первые и вторые выходы переключателей 4 токов коррекции соединены между собой и подключены соответственно к

входу усилителя 5 тока и к общей шине. Выход усилителя 5 тока подключен к выходной суммирующей шине (СШ ) устройства.

5 Устройство работает следующим образом.

Выходной ток ЦАП равен сумме разрядных и корректирующего токов, причем первые образуются токами,протекающими через резисторы 1 и переключатели 2, входы которых, в соответствии с сигналами на управляющих входах, подключены к их первым . выходам и выходу всего устройства.

Корректирующий ток формируется на выходе, усилителя 5 тока. Величина корректирующего тока определяется коэффициентом усиления и величиной входного тока. Входной ток

0 усилителя 5 образуется токами .протекающими через резисторы 3 и переключатели 4, входы которых, в зависимости От сигналов на управлякицих входах, подключены к их первым выходам. . Таким образом, выходной ток устройства равен ,..±V.K, где 1 - номер разрядаг п - число разрядов; цифра в I-том разряде вход ного кода otj {О или I}); Ij- ток i-ro разряда устройства подключаемый на выход переключателем 2 разрядного ток при оЦ-1; . корректирующий ток, поступа 1йщий с выхода усилителя 5 тока. Ток i-го корректируемого разряда устройства определяется выражениемV , . - Ч i к где Ugn - опорное напряжение; U,j - падение напряжения на пере ключателе 2 разрядного тока i-ro разряда ; RJ - сопротивление токозадакмце го резистора 1 i-ro разряд ( - ток через суммирукнций резистор 3 i-ro разряда, являющийся составляющей вход ного тока усилителя 5 тока сопротивление суммирующего резистора 3 1-го разряда. Приведенное выражение справедливо для случая, когда -всеми неидеаль йостями переключателя 2 разрядного тока, кроме сопротивления открытого ключа переключателя 2 можно пренебречь, что допустимо при выполнен переключателей 2 на полевых структурах. Кроме того, в зто,м выражении пренебрегается влиянием на величину I сопротивления ключа переклю- чателя 4, тока коррекции, приводящим к погрешностям второго порядка малости. Выходной ток усилителя 5 тока равенrS- L и . 3., к1 :с153„, . k - коэффициент передачи тока усилителя 5 тока; i - номер разряда; m - число корректируемых разрядов . На основании приведенных выраже НИИ выходной ток устройства для корректируемых разрядов ( например, когда некорректируемые разряды отключены, т.е. находятся в нулевом состоянии )будет S -v H-fe-tl: Если выбрать RI Rk, а коэффицием передачи усилителя S тока, k « 2 чтобы выражение .в круглых скобках обратилось в коль, то влияние на точность устройства сопротивлений открытых ключей переключателей. 2 разрядных токов, приводящих к падениям напряжений и, будет скомпенсировано и briiot.

ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ., содержащий шину опорного напряжения,п переключателей разрядных токов и п токозадающих резисторов, первые выводы которых соединены между собой и с шиной опорного напряжения, а вторые выводы - с входами соответствующих переключателей разрядных токов, к управляющим вхо|дам которых подключены разрядные шины входного кода, первые и вторые выходы переключателей разрядных токов подключены соответственно к выходу устройства и общей шине, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены усилитель тока,m суммирующих резисторов и m переключателей токов коррекции, причем первые выводы суммирующих резисторов соединены с входами h соответствующих переключателей разрядных токов, а вторые выводы - с входами соответствующих переключателей токов коррекции, управляющие входы которых соединены с управляющими.входами соответствующих переключателей разрядсл ных токов, первые выходы перейлючателей токов коррекции подключены с через усилитель тока к вых-оду, а их вторые выходы -. к общей шине устройства.