Цифроаналоговый преобразователь Советский патент 1988 года по МПК H03M1/66 

|t.Jt-oB-t

1янв,тт,ят, i. I i.b. i ,l I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении прецизионных цифроаналоговых преобразователей, , а также в различного рода контрольно-измерительной аппаратуре.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

На чертеже представлена функцио- нальяая схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит источ-г ник 1 опорного напряжения, п-разряд- ный 2, первый 3 и второй 4 т-разряд- ные кодоуправляемые делители, выполненные на резистивных. матрицах 5 - 7 типа R-2R и переключателях 8 - 10, вычитающий усилитель 11, масштабирующий элемент 12, выполненный на резисторе, выходной усилитель 13 с элементом 14 обратной связи, выполненным на резисторе, первую 15,

и вторую шину 16.

15, входные шины, выходную

5 0

E,I:A;K,; -i: eJAjKb;

n.

+ 11 А;КЬ;.

ч . I

(

ъ;

(3)

2- /2 весовой коэффициент i-ro разряда;

п - число разрядов кода. Второй и третий члены этого выражения определяют погрешность от остаточных параметров переключателей, которая в предлагаемом преобразователе исключается следующим образом. С помощью делителя 3 осуществляется весовое суммирование потенциалов е° на входах матрицы 5. Управление переключателями 9 осуществляется инверсным входным кодом {А ,

А:А„ j на шине 15

При этом

5

, . « , . Jп.а uijnnc i ..

входы матрицы 6 подключаются то к нулевому потенциалу, то к потенциалам е. Следовательно, напряжение на выходе делителя 3 равно

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении прецизионных цифроаналоговых преобразователей, а также в различного рода контрольно- измерительной аппаратуре. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, п- разрядный 2, первый 3 и второй 4 га- разрядные кодоуправляемые делители, выполненные на резистивных матрицах 5,6,7 типа R-2R и переключателях 8,9,10, вычитающий усилитель 11,масш- табирующий злемент 12, выполненный на резисторе, выходной усилитель 13 с элементом 14 обратной связи, выполненным на резисторе, первую 15 и вторую 152, входные шины, выходную шину 16. Повьш1ение точности достигается за счет компенсации .систематической составляющей остаточных сопротивлений Tj .и их разброса ДГ; , а также остаточных напряжений ,переключателей кодоуправляемого делителя 2 путем формирования с помощью делителей 3,4 напряжений поправки с их последующим вычитанием из выходного напряжения преобразователя. 1 ил.

Преобразователь работает следую- образом.

Переключатели 8 подсоединяют входы резистивной матрицы 5 то к выходу источника 1 опорного напряжения, то к шине нулевого потенциала в зависимости от управляющего кода f А,,,.,,, А;,.,.., А„1 на шине 15, , где А; 6 0,l, Выходное напряжение преобразователя формируется на выходе усилителя 13 (шина 16). В случае идеальных переключат.елей потенциалы

(f,- на входах матрицы должны быть равны

Е„А;,

(1)

где ЕО - выходное напряжение источника.

Вследствие остаточных параметров переключателей реальные потенциалы отличны от нуля и EJJ определяются выражением

4 ; Е;А; + е°А;, (2)

где А;

Е;

1 - А;;

Е о - е ; е° и е - падени напряжения на замкнутых ключах соответственно при А; О и при А, 1 При этом выходное напряжение основного делителя 2 можно записать следующим образом:

п

.П

е°А;К,

(4)

Полученное напряжение поправки подается на неинвертирующий вход выходного усилителя 13, и таким образом компенсируется погрешность, описываемая третьим членом выражения (З).

С помощью делителя 4 осуществля- ется весовое суммирование потенциалов Е- на входах матрицы 5. Переключатели. 10 управляются входным кодом ., . А;, ..., АП. Они подкпюг- чают входы матрицы 7 то к потенциаг лу Е , то к потенциалам Е; . Следовательно, напряжение на выходе делителя 4 равно

h

и, Е„ К,

(5)

Вычитая из полученного напряжения выходное напряжение источника 1 при помощи усилителя 11, выходное напряжение последнего определяем следующим выражением

и, и - ЕО - .11 е;А;Кь;.

Напряжение поправки, подаваемое 55 через масштабирующий элемент 12 на неинвертирующий вход выходного уси7 лителя, компенсирует погрешность, описываемую вторым членом выражения (3).

3

Следовательно, выходное напряжение преобразователя равно

и.„/ -Е„К 11 A;K,i ,

где К - коэффициент усиления выходного усилителя.

Включение масштабирующего элемента 12, выполненного на резисторе между выходом усилителя 11 и неинвертирующим входом выходного усилителя 13 предназначено для обеспечения одинакового (единичного) коэффициента усиления усилителя ,13 от всех источников сигнала. При этом необходимо, чтобы

где Rp - сопротивление резистора обратной связи усилителя 13;

RJJ - выходное сопротивление делителя 2;

R, - выходное сопротивление делителя 3;

Rj - сопротивление масштабирующего элемента.

Формула изобретения

Цифроаналоговый преобразователь, содержащий п-разрядный и первый га- разрядный кодоуправляемые делителя, где п - число разрядов преобразователя, m - число его старших разрядов каждый из которых выполнен -на резис- тивной матрице типа R-2R и переключателях, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами резистивной матрицы, первые информационные входы переключателей объединенные между собой и с дополнитель- .ным входом резистивной матрицы и соединены с первым выходом источника опорного напряжения, подключенного к шине нулевого потенциала, вторые информационные входы переключателей первого т-разрядного кодоуправляемо- го делителя соединены с соответствующими информационными входами второго шгразрядного кодоуправляемого делителя и подключены к выходам переклюВНИИПИ Заказ 6850/55 Тираж 928

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

67159

чателей m старших разрядов п-разряц-. кого кодоуправляемого делителя, выход резистивной матрицы которого и

. выход резистивной матрицы первого т-разрядного кодоуправляемого делителя соединены с инвертирующим и не- инвертируюш 1М входами выходного усилителя соответственно, выход которо-

10 го соединен с его инвертирующим входом через элемент обратной связи, выполненный на первом резисторе, и является выходной шиной преобразователя, управляюшзие входы п-разрядного

15 кодоуправляемого делителя являются первой входной шиной, а каждый из управляющих входов его ш старших разрядов соединен с соответствуюЕ им управляющим входом второго т-разрядного

20 кодоуправляемого делителя, управляющие входы переключателей первого га- разрядного кодоуправляемого делителя являются второй входной шиной, отличающий ся тем, что, с

25 целью повышения точности, в него введены вычитающий усилитель и масшта- бируюш;ий элемент, выполненный на втором резисторе, а второй т-разрядный кодоуправляемый делитель выполнен

30 на резистивной матрице типа R-2R и переключателях, причем управляющие и первые информационные входы переключателей являются соответственно управляющими и информационными входа-

2g ми второго т-разрядного кодоуправ- ляемого делителя, вторые информационные вхор переключателей объединены между собой и с дополнительным входом резистивной матрицы, с вто40 рыми информационными входами переключателей п-разрядного кодоуправляемого делителя и с инвертируюш;им входом вычитающего усилителя и соединены с вторыми выходом источника опор-

45 ного напряжения, а выходы переключателей второго га-разрядного кодоуправ- ляемого делителя соединены с соответ- ствукяцими разрядными входами резис -. тивной матрицы, выход которой соедиO нен с неинвертирующим входом вычитающего усилителя, выход которого со§ди- нен через второй резистор с неинвертирующим входом выходного усилителя.

Подписное