Двухполярный цифроаналоговый преобразователь Советский патент 1988 года по МПК H03M1/66 

а ос

00

со со

Изобретение относится к электроизмерительной технике, к устройствам преобразования цифровой информации в аналоговую. Введение в преобразователь формирователя корректирзто- щего сигнала позволяет повысить точность цифроаналогового преобразования путем исключения влияния ба- зовьк токов транзисторов формирователя опорного сигнала и источника тока смещения на формирование тока знакового разряда, независимо от соотношения тока знакового разряда и тока датчика опорного тока. Кроме того, выполнение источника опорного напряжения на стабилитроне, резисторе и транзисторе с включением последнего в цепь обратной связи операционного усилителя, задающего управляющие потенциалы датчиков разрядных токов и датчика опорного тока, обеспечивает стабильное опорное напряжение, что также способствует повышению точности преобразования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. о: с

N

Изобретение относится к электроизмерительной технт :е, к устройствам преобразования цифровой информации и аналоговую и является дополнитель- 1СЫМ к авт.ев, № 1067599.

Цель изобретения - повьшение точности преобразования.

На чертеже представлена схема пре- йбразователя.

Преобразователь содержит сумматор 1|, коммутатор 2, источник 3 тока оме- прения, формирователь 4 опорного сигнала, формирователь 5 корректирующего с ггнала, блок 6 опорных источников то- KJa, источник 7 опорного напряжения.

10

большинстве случаев задают меньше тока

старшего разряда Ip в 2,4,81

раз. Поэтому при изготовлении преобр зователя или его узлов в интегрально исполнении для обеспечения точного преобразования необходимо, чтобы ток знакового разряда Ug- Это усл вие реализуется в преобразователе с мощью формирователя 5, состоящего из m корректиругацих цепей 12, где т(1Выходной ток формирователя 5 в эт случае определяется суммой выходных

20

3D

диод 8, транзистор 9, входную шину 10 и выходную шину 11.

Формирователь корректирующего .сигнала содержит m идентичных корректирующих цепей 12, а блок 6 опорных источников тока содержит кроме источника 7 опорного напряжения операционный усилитель 13, датчик 14 опорного тока и п датчиков 15 разрядных токов, цепь . jc 1/ -транзистор 16, токозадающий резис- тир 17, источник 7- резистор 18, тран- зМстор 19, стабилитрон 20.

Преобразователь работает следующим образом.

Усилитель. 13 задает управляющий П9тенциал на базы транзисторов датчи- кф 15 разрядных токов и датчика 1-4 oriopHoro тока. Ток датчика 14 с по- мс1щью усилителя 13 поддерживается рф.ным току, формирователя 4 опорного С1 гнала.

Формирователь 5 корректирующего

си гнала и источник 3 тока смещения

..

сл|ужат для создания тока знакового

разряда IjH .

: Разрядные токи 1р , Ip fn сф|эрмированные в блоке 6, и ток зна- разряда 1),ц в соответствии со значением входного кода на шине 10, ноступаняцего на управляющие входы

коммутатора 2, подключаются к входам сумматора 1, выход которого является шиной 11 преобразователя.

В известном устройстве необходимым условием точного преобразования кода 50 в напряжение является равенство тока датчика 14 и тока знакового разряда (I.J 1}ц ) , иначе на ({юрмирование тока IIH оказывают влияние базовые токи

токов каждой цепи , 1ка

т-Гкс га(1эк - ), где I и I к, - соответственно эмиттерный и ба зовьй токи транзистора 16 каждой кор ректирующей цепи. Ток смещения ICM 199- ISg + 1л +1 + ml - - 1Й 1эб,+ 135, - 1 ч- ral .

При равенстве номиналов резисторо источника 3, формирователей 4,5 и ра венстве падений напряжения на них, а также при наличии вдентичных транзис торов указанных блоков и транзистора 9 выполняется следукнцие равенства:

эк

1 1эа 1.; (1) IS-/I 1й IS-; (2) Учитьшая выражения (1) и (2), получаем ток корректирующего сигнала

IKCS: ,) 0 35 ток смещения ICM ID + mis. Тогда

н

I

см

40

ток знакового разряда I

+ IKCS; 1о ml + m(Io - IiS )

IQ + mio + ml - mifi- I (m + 1)

.llo 11.

Таким образом, независимо от соот ношения токов 1а и IjH базовые токи транзисторов не влияют на ток знакового разряда, что повьштает точность преобразования.

Выполнение источника 7 опорного напряжения на стабилитроне 20, транзисторе 19 и резисторе 18 с подключением входа источника к выходу операционного усилителя 13 блока 6 позволяет существенно повысить стабильность опорного напряжения. Усилитель 13, охваченный отрицательной обратно связью по току, поддерживает стабиль

транзисторов формирователя 4 и источ-55 «ьш ток транзистора 19 источника 7,

ншсов 3. Однако из-за жесткгк требований к мощности рассешшния транзисторов, ограничения площади подложки преобразователя ток датчика тока 1 в

большинстве случаев задают меньше тока

старшего разряда Ip в 2,4,81

раз. Поэтому при изготовлении преобразователя или его узлов в интегральном исполнении для обеспечения точного преобразования необходимо, чтобы ток знакового разряда Ug- Это условие реализуется в преобразователе с помощью формирователя 5, состоящего из m корректиругацих цепей 12, где т(11). Выходной ток формирователя 5 в этом случае определяется суммой выходных

токов каждой цепи , 1ка

т-Гкс га(1эк - ), где I и I к, - соответственно эмиттерный и ба- зовьй токи транзистора 16 каждой корректирующей цепи. Ток смещения ICM 199- ISg + 1л +1 + ml - - 1Й 1эб,+ 135, - 1 ч- ral .

При равенстве номиналов резисторов источника 3, формирователей 4,5 и равенстве падений напряжения на них, а также при наличии вдентичных транзисторов указанных блоков и транзистора 9 выполняется следукнцие равенства:

эк

1 1эа 1.; (1) IS-/I 1й IS-; (2) Учитьшая выражения (1) и (2), получаем ток корректирующего сигнала

IKCS: ,) 0 ток смещения ICM ID + mis. Тогда

н

I

см

ток знакового разряда I

+ IKCS; 1о ml + m(Io - IiS )

IQ + mio + ml - mifi- I (m + 1)

.llo 11.

Таким образом, независимо от соотношения токов 1а и IjH базовые токи транзисторов не влияют на ток знакового разряда, что повьштает точность преобразования.

Выполнение источника 7 опорного ( напряжения на стабилитроне 20, транзисторе 19 и резисторе 18 с подключением входа источника к выходу операционного усилителя 13 блока 6 позволяет существенно повысить стабиль ность опорного напряжения. Усилитель 13, охваченный отрицательной обратной связью по току, поддерживает стабильчто обеспечивает стабильное опорное напряжение, задаваемое стабилитроном 20, и способствует повьшению точности преобразования.

Формула изобретения

10

.формирователя, а их коллекторы объе- 30 вторыми выходами блока.

динены и являются выходом формирова- теля.

с вторыми входами датчиков разрядных токов и с первым вьшодом резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером транзистора, выходы датчиков разрядных токов являются