Цифро-аналоговый преобразователь Советский патент 1985 года по МПК H03M1/66 

Изобретение относится к импульС ной технике и может быть использо вано, например, в измерительных устройствах и является усовершенст вованием авт.св. № 600720. Целью изобретения является повышение стабильности его работы с одновременным повышением быстродейст Вия. - . , V На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на Фрг. 2 - прИ мер -выполненир о вогд аналоговогоклю а; . , поясняющие pafSjiity устройства. Устройство содержит выходной операционный усилитель 1 постоянного тока с резистором 2 в цепи обратной связи, набор 3 резисторов, подключенных одним зажимом к шине 4 источника опорного напряжения, а другим через диодные ключи 5 - к . входу выходного операционного усили теля 1, причем другие зажимы диодных ключей 5 подключены к входным шинам преобразователя, выход операционного усилителя 1 через резистор 6 соединен с шиной 4 источника опорного напряжения, конденсатор 7, первый и второй аналоговые ключи 8 и 9, усилитель 10 с резистором обратной связи, выполненный на повторителе 11, усилителе 12 и резисторе 13, блок 14 управления, вход которого соединен с шиной 15 тактовых импульсов, выход - с входами управления первого и второго аналоговых ключей 8 и 9, выход первого аналого вого ключа соединен с потенхщальной обкладкой конденсатора 7 и входом усилителя 10 с резистором обратной связи, выход которого соединен с аналоговым входом второго аналогово го ключа 9, выход которого соединен с входом операционного усилителя 1 постоянного тока, выход которого со единен с аналоговым входом первого аналогового ключа 8. Первый аналоговый ключ 8 выполнен с разделенной цепью управления на транзисторах 16 и 17, трансформаторе 18, резисторе 19, конденсаторе 20, элементе НЕ 21. Блок I4 уп равления содержит последовательно включенные элемент задержки, элемент И и линию задержки, второй вхо элемента И соединен с входом блока управления. ,В качестве второго ана- 22 логового ключа 9 может быть использована микросхема 590КН2,i Устройство работает следующим образом. Последовательный цифровой код поступает на входы диодных ключей 5 (фиг. 1), которые коммутируют ток от источника опорного напряжения через набор 3 резисторов на вход one- рационного усилителя 1 с обратной связью, причем резисторы имеют номиналы R, 2R, 4R,..., . При формировании ступенчатого линейно меняющегося напряжения код на входах диодных ключей 5 с каждым переключением меняется на единицу. В результате этого на входе усилителя 1 ток меняется на величину, равную младшему разряду. На выходе операционно- го усилителя 1 появляется ступенчатое напряжение (фиг. Зо|),. которое помимо единичных ступенек содержит . значительные выбросы, вызванные как. паразитными параметрами диодных ключей, так и н.еодновременностью ключения и различной длительностью фронта и среза импульсов управления разных разрядов .импульсов последовательного цифрового кода. При включеНИИ старшего разряда все остальные, начиная с первого младшего, выключаются. Поскольку время включения старстаршего разряда отличается от времени остальных разрядов, форма на- пряжения искажается, что проявляется в виде выбросов того или иного направления (фиг. За). Последовательность тактовых импульсов (фиг. 38), равная частоте переклкгчения цифрового кода, поступает на вход блока 14 управления. Блок 14 управления содержит последовательно включенные элемент задержки, элемент И и линию задержки, второй вход элемента И соединен с входом блока управления, осуществляет формирование сигнала управления аналоговыми ключами и выполнен на микросхемах серии 133, а элементами задержки .являются интегрирующие цепочки НС-типа. Задержка тактовьгх сигналов в блоке управления имеет величину 0,2-0,3 МКС, чтобы управляющий сигнал по времени совпадал с плоской частью ступеньки (фиг. Зб). Эти импульсы, поступая на первьй аналоговый ключ 8, на элемент НЕ 21, вызывают в первичной обмотке нмпульсно- 5 го трансформатора 18 импульсный.ток Во вторичной обмотке импульсного трансформатора 18 трансформируется импульсное напряжение, по времени и длительности соответствующее им пульсу (фиг. 36), которое открывает транзисторы 16 и 17 (фиг. 2 ).Ступе чатое напряжение (фиг. За) с выхода усилителя 1 через транзисторы 16 и I7 аналогового ключа 8 поступает на накопительный конденсатор 7 и за ряжает его до соответствующей величины. Напряжение накопительного конденсатора 7 через повторитель 1 с большим входным сопротивлением и усилитель 12 поступает на выход формирователя (фиг. ЗЗ). В момент заряда накопительного кондеисатора 7 выходное напряжение через резистор 13 обратной связи н открытый второй аналоговый ключ 9 1оступает на вход усилителя 1, как напряжение отрицательной связи увеличивая линейность выходного ступенчатого напряжения. В аналоговых ключах на точность переключения аналогового сигнала влияет цепь управления, которая вно сит в аналоговый сигнал дополнитель ную погрешность.Чтобы избежать вли яния цепи управления, в предлагаемом устройстве цепь управления отделена от цепи переключения с помощью импульсного трансформатора 18, конденсатор 20 и резистор 19 являются фильтром. 02 Использование предлагаемого устройства в радиолокационной, технике в устройствах отображения позволя- ет повысить качество отображаемой информации. Наличие выбросов на фронтах ступенек известного устройства приводит к искажениям отображаемых фигур и знаков, так как прямые линии и отрезки в известном устройстве приобретают форму кривых. С другой стороны использование предлагаемого технического решения позволяет значительно повысить . частоту переключения кода. Из практики установлено, что ступенчатое напряжение с выбросами на фронтах сту-. пенек в устройствах отображения можно применять при отношении времени . помехи Чд к времени ступеньки i равном где время помехи t 0,1 мкс tp 2 МКС Это соответствует частоте переключения цифрового кода 500 кГц, т.е. предельная частота переключения кода в известном устройстве составляет 500 кГц. В предлагаемом техническом решении помехи практически отсутствуют, что позволяет повысить частоту переключения кода до 2 МГц, т.е. повысить частоту переключения кода по сравнению с известным устройством в 4 раза.

ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт.св. № 600720, отличающийся тем, что, с целыр повышения стабильности его работы с одновременным повышением быстродействия, в него введены конденсатор, первый и второй аналоговые клю41 ... , чи, усилитель с резистором обратной связи, блок управления, вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, выход - с входами управления первого и второго аналоговых ключей, выход первого аналогового ключа соединен с потенциальной об- кладкой конденсатора и входом усилителя с резистором обратной связи, выход которого соединен с аналоговым входом второго аналогового ключа, выход которого соединен, с входом операционного усилителя постоянного тока, вьтод которого соединен с аналоговым входом первого аналогового i ключа. (Л

На матпителныихтУенсвявр

JiUXHUpti

4LJUM 4i- Ub4

1 i I I I 1 j 1 I

i

i I I

I . I

I

. 3