Цифроаналоговый преобразователь Советский патент 1988 года по МПК H03M1/66 

113

Изобретение относится к ав7 мати- ке и измерительной технике, и может быть использовано, в частности, в цифровых мостах в качестве меры электрической проводимости и сопротивления.

Цель изобретения - упрощение устройства с сохранением точности..

На чертеже представлена Фз нкцио- нальнзя схема цифроаналогового преобразователя.

YcTpofJCTBO содержит резистивную матрицу 1 типа R-2R с кодоуправляемы- ми ключами, повторитель 2 напряжения выполненный на операционном усилителе, и два источника 3 и 4 напряжения

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения V g между первой и второй выходной шинами по второй токовой шине потечет некоторый ток I,, который стекает на общую шину через резисторы матрицы 1 типа R-2R . Согласно первому закону Кирхго фа, ток I, равен сумме токов через резисторы удвоенного сопротивления (2R), подключенные ко второй токовой шине матрицы при данном значении входного кода. Количество и номера разрядов, в которых резисторы удвоенного сопротивления (ЫР) подключены ко второй токовой шине, определяются входным кодом а, а, ..., а, поэтому проводимость устройства, оп- ределяемая как отношение тока через устройство к напряжению на его зажимах g , оказывается кодозависимой.

Благодаря наличию повторителя 2 напряжения обеспечивается равенство потенциалов первой и второй токовых шин резистивной матрицы 1. При этом, независимо от положения средних контактов переключателей, ток в резис- торе 2R старшего разряда определяется разностью потенциалов между второй токовой шиной и входом опорного напряжения матрицы. При соединении входа опорного напряжения матрицы с общей шиной ток в резисторе 2R старшего разряда матрицы равен . Благодаря равенству потенциалов первой и второй токовых Ешн отношение токов в резисторах 2R любых двух смежных разрядов равно двум (берется отношение большего тока к меньшему). Суммарный ток (ток, равный сумме токов первой и второй токовых шин),

1

стекающий с резистивной матрицы 1 на общую шину, при условии нулевого потенциала на входе опорного напряжения матрицы, не зависит от кода, а ток через выходные шины устройства, совпадающий с током второй токовой шины, равен

I. -Z.(a;|f-. )

ift

N

,2- ,(1)

к. ы

где а-е 0,1 - разрядные цифры входного двоичного кода N - число разрядов матрицы R - 2R.

Как видно из (1), ток 1 пропорционален числовому эквиваленту упN

равляющего кода п

-а. 2

и напряжению меяоду зажимами устройства V., поэтому эквивалентная проводип л

мость схемы прямо пропорциональна установленному коду

- 1 -Г - 1В -у-- t-« - R 2

(2)

Из формулы (2) видно, что выходная проводимость g не зависит от параметров внешней цепи, следовательно, если влияние внешней цепи не вводит повторитель 2 напряжения в насьпцение и не нарушает работу ключей, то выходная проводимость остается линейной функцией управляющего кода, независимо от того, является ли внешняя цепь линейной или не линейной.

В устройстве ток второй токовой шины не равен току через вход опорного напряжения. Поэтому для реализации незаземленной кодоуправляемой проводимости общая шина не должна иметь гальванические связи с шиной нулевого потенциала внешнего устройства.

Предлагаемый цифроаналоговый преобразователь (преобразователь кода в проводимость) может быть полностью реализован на интегральных микросхемах. При этом, повторитель 2 напряжения может быть выполнен на операционных усилителях из серий К140, К544, К574 и др., в качестве матрицы R - 2R. с ключами возможно использовать интегральный ЦАП из серии К572.

31

Формула изобретения

Цифроаналоговый преобразователь, содержащий резистивнуто матрицу типа R-2R в инверсном включении с кодо- управляемыми ключами, повторитель напряжения, выполненный на операционном усилителе, первый и второй источники напряжения, вывод положительной полярности первого и вывод отрицательной полярности второго источников напряжения объединены, выво отрицательной полярности первого и

го усилителя и подключен к первому токовому выходу резистивной матрицы типа R-2R с кодоуправляемыми ключами, а инвертирующий вход операционного усилителя подключен к второму токовому выходу резистивной матрицы типа R-2R с кодоуправляемыми ключами, управляющие входы которой являют ся входной управляющей щиной, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства при сохра нении точности, вход опорного напряжения резистивной матрицы типа R-2R

вывод положительной полярности второго источников напряжения подключе-15 кодоуправляемыми ключами соединен ны соответственно к выводам питанияс выводом положительной полярности соответственно отрицательной и поло- первого источника напряжения и яв- жительной полярности операционного..ляется первой выходной шиной, неин- усилителя, инвертирующий вход кото-вертирующий вход операционного усили рого соединен с выходом операционно-20 теля является второй выходной шиной.

го усилителя и подключен к первому токовому выходу резистивной матрицы типа R-2R с кодоуправляемыми ключами, а инвертирующий вход операционного усилителя подключен к второму токовому выходу резистивной матрицы типа R-2R с кодоуправляемыми ключами, управляющие входы которой являются входной управляющей щиной, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства при сохранении точности, вход опорного напряжения резистивной матрицы типа R-2R

кодоуправляемыми ключами соединен с выводом положительной полярности первого источника напряжения и яв- ляется первой выходной шиной, неин- вертирующий вход операционного усили теля является второй выходной шиной.

Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использовано, в частности, в цифровых мостах в качестве кодоуправляемых мер электрической проводимости и сопротивления. Цель изобретения - упрощение устройства с сохранением точности. Цифроанало- говьш преобразователь содержит ре- зистивную матрицу 1 типа R - 2R в инверсном включении с кодоуправляе- мыми ключами, повторитель 2 напряжения, выполненный на операционном усилителе, и два источника 3, 4 напряжения. Поставленная цель достигается тем, что вход опорного напряжения резистивной матрицы 1 типа.К-2К с кодоуправляемыми ключами соединен с общей шиной источников 3, 4 напряжения и является первой вькодной шиной, а неинвертирующий вход операционного усилителя является второй выходной шиной. 1 ил. UN (/) СО | 4 00