Двухполярный цифро-аналоговый преобразователь Советский патент 1984 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике - к устройствам преобразования цифровой информа ции в аналоговую, и может быть использовано для работы в дисплеях, цифровых вычислительных осциллографах, аналого-цифровых преобразовате лях. Функциональных генераторах, системах высококачественной обработ ки звука. Известен двухполярный цифро-аналогойый преобразователь, содержащий два источника опорного напряжения, перекпючатели, две матрицы резисторов и операционный усилитель ClJ. Недосаатками этого устройства яв ляются низкое быстродействие, отсут ствие возможности работы преобразователя без операционного усилителя, а также невысокая точность, обуслов ленная наличием двух опорных источНИКОВ напряжения. Известен также двухполярный цифр аналоговый преобразователь, содержа щий сумматор, коммутатор, источник тока смещения, блок опорных источни ков тока и формирователь опорного сигнала, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу источника тока смещения и к входу блока опорных источников хока первый выход которого соединен с входомформирователя опорного сигна ла, вторые выходы через коммутатор соединены с входом сумматора C2I1, Недостатком данного устройства является ограниченная точность.преобразования из-за погрешности форми рования тока смещения. Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в двухполярный цифро-аналоговый преобразователь, содержащий сумматор, коммутатор, источник тока смещения, блок опорных источников тока и формирователь опорного сигна ла, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу источника тока смещения и к входу блока опорных источников тока, первый выход которого соединен с входом формирователя опорного сигнала, вторые выходы через коммутатор соединены с входом сумматора, введены ,диод и транзистор, коллектор которо го подключен к дополнительному входу коммутатора, база - к входу формирователя опорного сигнала, эмиттер - к выходу источника тока смещения и первому выводу диода, второ вывод которого соединен с входом источника тока смещения. На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя. Устрбйство содержит сумматор 1-, коммутатор 2, источник 3 тока смеще ния/ блок 4 опорных источников тока формирователь 5 опорного сигнала, диод б и транзистор 7, причем выходы формирователя 5 опорного сигнала подключены соответственно к входу источника 3 тока смещения и к входу блока 4 опорных источников тока, а вход формирователя 5 опорного сигнала - к первому выходу блока 4 опорных источников тока, вторые выходы которого через коммутатор 2 соединены с сумматором 1, коллектор транзистора 7 подключен к дополнительному входу коммутатора 2, база - к входу формирователя.5 опорного сигнала, эмиттер - к выходу источника 3 тока смещения, между входом и выходом которого включен диод 6. . Устройство работает следующим образом. В блоке 4 опорных источников то- , ка формируется la разрядных токов Зр,Qpj.,. Зрп (где П - число разрядов цифро-аналогового преобразователя), сформированных по определенному закону (равномерному, двоичному, тетрадному и др.), а также опорный ток 3 , Ток С преобразуется формирователем 5 опорного сигнала в напряжение, которое подается на опорный вход источника 3 тока смещения. Выходной ток источника 3 через корректирующий транзистор 7 поступает на дополнительный вход коммутатора 2, к другим входам которого подключены разрядные токи. Орд f Зр2.Jpn В соответствии со значением входного кода U, коммутатор 2 подключает указанные токи к соответствующим входам сумматора 1, выходной сигнал которого пропорционален входному коду , т.е. (при двоичном входном коде) ,....,иъых-(-% - - hu. 5 2.- 2. h где Oftbix выходное напряжение двухполярного цифро-аналогового преобразователя; К - размерный коэффициент; S-i, L разряд входного кода Нбх (О или 1) ; П - число разрядов преобразователя, Для достижения высокой точности задания двухполярного напряжения при равномерном законе изменения разрядных токов должно выполняться равенство J Ор Ро. -. 2р гВ устройстве это достигается благодаря тому, что базовые токи транзисторов, формирователя 5 и источника 3i4ejbe3 диод 6 поступают вместе с выходным током источника 3 тока смещения на эмиттер транзистора 7, базовый ток которого, суммируясь с выходным током Оч блока 4, поступает

на вход формирователя 5 опорного сигнала, т.е. выполняются равенства

Oj-cj -jj- -205 --05 Cl2

J;(-J -CJff-ac- OA.

Так как 0 , а О. (где

U( и U(i - падения напряжения на резисторах с сопротивлением Rj. и то при условие равенства величин токов 0(2 и С1;| выполняется.

Таким образом, за счет введения диода 6 и транзистора 7 в предлагаемом устройстве вьтолняется необходимое условие точного преобразования кода в напряжение, что обеспечивает при прочих равных условиях погрешность на уровне 12-14 двоичных разрядон (вместо 5-6 двоичных разрядов в известном); в предлагаемом устройстве сведена до минимума дополнительная погрешность от различия входных характеристик 0§( Ugg) транзисторов формирователя и источника, так как обеспечивается примерное равенство напряжений llfll c-и ц... .

Предложенное устройство по срав0нению с базовым цифро-аналоговым преобразователем (59 ЧПА1) является прогрессивным техническим решением для задач цифро-аналогового преобразователя с высокой точностью и ма5лым временем установления выходного напряжения.

ДВУХПОЛЯРНЫЙ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий сумматор, коммутатор,, источник тока смещения, блок опорных источников тока и формирователь опорного сигнала, первый и второй -выходы которого подключены соответственно к входу источника тока смещения и к входу блока опорных источников тока, первый выход которого соединен с входом формирователя опорного сигнала, вторыевыходы через коммутатор соединены с входом сумматсэра, о т л и ч a ющ- и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены диод и транзистор, коллектор которого подключен к дополнительному входу коммутатора, база - к входу формирователя опорного сигнала, эмиттер - к выходу источника тока смещения и первому-выводу диода, второй вывод которого соединен с входом источника . тока смещения.« j; (Л С з м D1 dD CD