Биполярный цифро-аналоговый преобразователь Советский патент 1987 года по МПК H03M1/66 

-

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть исполь зовано при построении цифроаналоговых, а также аналого- цифровых преобразователей.

Цель изобретения - повьшение точности преобразования.

На фиг. 1 представлена схема биполярного цифроаналогового преобразователя; на фиг, 2 - схема управляе мого следящего источника смещения.

Биполярный цифроаналоговый пре- рбразователь (фиг. 1) содрежит од- нополярный цифроаналоговый преобразователь 1, дифференциальные усилители 2 и 3, коммутаторы 4 и 5, управляемый следящий источник 6 смещения, ключ, выполненный на диоде 7, токограничивающие элементы, вьтолнен ные на резисторах 8-12.

Управляемый следящий источник смещения (фиг.2) содержит диод 13, резисторы 14 и 15, транзистор 16.

ходного напряжения U,

цап- Если в

цап

т.е.

Т Т БЫ)с

качестве однополярного цифроаналогового преобразователя 1 Устройство работает следующим об- З уется однополярный цифроаналоговый преобразователь с выходным

напряжением отрицательной полярности, необходима изменить полярность

включения диода 7. 30

разом.

Значение выходного напряжения и.,, управляемого следящего источника 6 смещения при разомкнутом коммутаторе 5 всегда превышает на Д значеУправляемый следящий источник смещения (фиг.2) работает следующим образом. При разомкнутых коммутаторах 4 и 5 напряжение , на выходе источника 6, равное падению напряжение выходного напряжений и цифро- аналогового преобразователя 1, а при замкнутом коммутаторе Up,, 0.

При положительной полярности выходного напряжения устройства коммутаторы 4 и 5 разомкнуты, диод 7 закрыт выходным напряжением второго дифференциального усилителя 3, потенциал Пщ,, на инвертирующем входе которого ниже потенциала U., на неинвер- 40 тирующем входе. Так -как потенциалы на инвертирующем и неинвертирующем входах первого дифференциального усилителя 2 равны и,,,..,, то указанньш усиУправляемый следящий источник смещения (фиг.2) работает следующим образом. При разомкнутых коммутаторах 4 и 5 напряжение , на выходе источника 6, равное падению напряже35 ния и

вых где 1 и

II на резисторе

+ и.

и...„ и„ и,,,„

п

.-Ug,,U,H-A,

п

и и - падение напряжения на диоде 13; и,4 падение напряжения на литель 2 работает в режиме повтори- 45

теляj при этом полярность выходного напряжения устройства соответствует полярности выходного напряжения Ь цд однополярного цифроаналогоБОГо преобзисторе 14; 5- 16 напрялсение база-эмиттер

транзистора 16.

Поскольку напряжение и. О, диод 7 закрыт положительным напряжением на выходе дифференциального усилителя 3. При этом напряжение на выходе биполярного цифроаналогового преобразователя имеет положительную полярность.

При этом, чем меньше значение напряжения д , тем меньше разбаланс между инвертирующим и неинвертирую- Параллельно Сопротивлению замкнутого 55 входами второго дифференциально- ключа включается сопротивление диода го усилителя 3, тем меньше насыщение 7, открытого отрицательным выходным его каскадов и тем вьше его быстро- напряжением второго дифференциально- действие. Подстройка значения А моразователя 1, т.е. Ue U.

При отрицательной полярности выходного напряжения устройства коммутаторы 4 и 5 замкнуты, выходное напряжение источника 6 смещения .

50

го усилителя 3, которьй охвачен

жет быть осуществлена изменением соto

-

15

20

цепью отрицательной обратной связи (ООС) через диод 7.

Отрицательная обратная связь исключает режим насыщения второго дифференциального усилителя 3 и уменьшает сопротивление диода 7 в fiK раз где р - коэффициент передачи цепи ООС; К - коэффициент усиления второго дифференциального усилителя 3. Первый дифференциальный усилитель 2, на инвертирующий вход которого подается положительное выходное напряжение Кцд цифроаналогового преобразова теля 1, а потенциал неинвертирующего входа равен нулю, работает в релшме инвертора с коэффициентом передачи (при равенстве сопротивлений резисторов 8 и 9), при этом полярность выходного напряжения устройства противоположна полярности выходного напряжения U,

цап- Если в

цап

т.е.

Т Т БЫ)с

качестве однополярного цифроаналогового преобразователя 1 уется однополярный цифроанавключения диода 7.

Управляемый следящий источник смещения (фиг.2) работает следующим образом. При разомкнутых коммутаторах 4 и 5 напряжение , на выходе источника 6, равное падению напряже0

5 ния и

вых где 1 и

II на резисторе

+ и.

и...„ и„ и,,,„

п

.-Ug,,U,H-A,

п

и и - падение напряжения на диоде 13; и,4 падение напряжения на режет быть осуществлена изменением сопротивления резистора 14. При малых значениях для уменьшения разбаланса по входам дифференциального усилителя 3 за счет входных токов дифференциального усилителя 3 введен

резистор 12 (фиг,1), причем R.,i R,,.

При замкнутых коммутаторах А и 5 потенциал базы транзистора 16, а следовательно, и эмиттера, равен нулю, при этом на выходе усилителя 3 напряжение имеет отрицательную полярность, что обеспечивает проводящее состояние диода 7 (фиг. 1).

В случае применения цифроаналого- вого преобразователя с выходным .напряжением отрицательной полярности необходимо изменить полярность включения диода 13 и шины питания, а также использовать транзистор 16 противоположного типа проводимости.

Формула изобретения

1. Биполярный цифроаналоговый преобразователь, содержащий однопо- лярный ц ифроаналоговый преобразователь, входы которого являются соответственно информационной входной шиной-, а выход через первый и второй токоограничивающие элементы, выпол- ненные на резисторах, соединен соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами первого дифференциального усилителя, выход которого, соединенный через третий токо- ограничивающий элемент, выполненный на резисторе, со своим инвертирующим Ьходом, является выходной шиной, первый коммутатор, выход и информационный вход которого соединены соответственно с неинвертирующим входом первого дифференциального усилителя и шиной нулевого потенциала, а управляющий вход является знаковой входной шиной, отличающийся

внииш

Заказ 286/58

Произв.-полигр. irp-тне, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

0

5

0

5

0

тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены управляемый следящш источпга смещения, второй коммутатор, четвертый и пятый токоограничивающие элементы, выполненьгые на резисторах, ключ, вы- полненньш на диоде, второй дифференциальный усилитель, выход ко,торого через диод, а инвертир тощий вход через четвертый резистор соединены с выходом первого коммутатора, а неинвертирующий вход объединен с первым вьгоодом пятого резистора и подключен к выходу управляемого следящего источника смещения, информационный и управляющий входы которого соединены соответственно с выходами одно- полярного цифроаналогового преобразователя и второго коммутатора, ин- формационньй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а управляющий вход объединен с управляющим входом первого коммутатора, причем второй вывод пятого резистора подключен к шине нулевого потенциала.

2. Преобразователь по п.1, о т- личающийся тем, что управляемый следящий источник смещения содержит диод, два резистора и транзистор, база которого объединена с первьми выводами первого и второго резисторов и является управляющим входом управляемого следящего источника смещения, коллектор объединен с вторым вьшодом первого резистора и соединен с шиной питания, а эмиттер является выходом управляемого следящего источника смещения, второй вывод второго резистора через диод соединен с информационным входом управляемого следящего источника смещения.

Выход

Фиг. 2

Тиоаж 902

Подписное

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для преобразования цифровой информации в аналоговую. Цель изобретения - повьше- ние точности цифроаналоговйго преобSia3you f ) разования. Биполярньш цифроаналого- вый преобразователь содержит одно- полярный цифроаналоговый преобразователь 1, дифференциальные усилители 2, 3, коммутаторы 4, 5, управляемый следящий источник 6 смещения, ключ, выполненный на диоде 7, токо- ограничивающие элементы 8-12, выполненные на резисторах. Введенные дифференциальный усилитель 3, коммутатор 5, управляемый следящий источ- ншс 6 смещения, диод 7 и резисторы 11, 12 позволили повысить точность преобразования за счет уменьшения влияния остаточного сопротивления -, коммутатора 4 шунтированием его эквивалентным сопротивлением, значение которого в /i К раз меньше сопротивления диода 7 в прямом включении. Здесь К - коэффициент петлевого усиления дифференциального усилителя 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ю сл с: KMnk