Аналого-дискретный преобразователь напряжения Советский патент 1989 года по МПК G01R19/165 

ел

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерителях постоянного напряжения в качестве преобразователя аналоговых значений измеряемых напряжений в дискретные. Целью изобретения является повышение чувствительности устройства и уменьшение тока потребления. Входное напряжение подается на подложку входного полевого транзистора 3, затвор которого соединен с затворами транзисторных переключателей 1.1-1.N. Опорное напряжение источника 5 опорного напряжения подается на подложку транзисторных ключей 1.1-1.N через N-ступенчатый делитель 4 напряжения. Нагрузочными элементами 2.1-2.N транзисторных переключателей служат токовые зеркала, на которых формируется выходной код. 2 ил.

«7 «

Фиг.1

//7

:i

Од

f./r-f

31506370

Изобретение относится к измериельной технике и может быть испольовано в измерителях постоянного наряжения в качестве преобразователя налоговых значений измеряемых наряжений в дискретные.

Цель изобретения - повышение чувтвительности преобразователя и / меньшение тока потребления. ю

На фиг. 1 приведена принципиальая схема предлагаемого преобразователя напряжения; на фиг. 2 - схема выполнения преобразователя по интегральной технологии.15

Преобразователь содержит транзис- торные переключатели 1.1-1.п на полевых транзисторах, нагрузочные элементы 2.1-2.(n+l), входной полевой транзистор 3, п-ступенчатый делитель 4 20 напряжения со ступенями 4.1-А.п, источник 5 опорного напряжения. Во входном транзисторе 3, затвор которого соединен со стоком и с нагрузочным элементом 2.1, подложка подключена к 25 входной потенциальной клемме 6 (11.,), на которую подается измеряемое напряжение, а исток - к клемме нулевого потенциала. К стоку входного транзистора 3 подключены затворы транзис- 30 торных переключателей 1.1-l.n, под- ложки которых подключены к соответствующим ступеням 4.1-4.П п-ступенча- того Делителя 4 напряжения. Первый вход п-ступенчатого делителя 4 на- 35 пряжения, подложка переключателя 1.1 и истоки всех переключателей подключены к клемме нулевого потенциала Uo, относительно которой измеряется входное напряжение, второй вход де- 40 лителя - к выходу источника 5 опорного напряжения. Сток каждого из транзисторных переключателей подключен к первым выводам соответствующих нагру- зочньпс элементов 2.2-2.(п+1) и к со- 45 ответствующей выходной клемме 7.1- 7.П преобразователя напряжения. Вторые выводы нагрузочных элементов соединены с клеммой 8 фиксированного потенциала. В качестве блока индика- ,,, ции могут быть использованы устройства на светодиодах, жидкокристаллические индикаторы и т,д.

В зависимости от типа индикатора на выходе преобразователя подключа- ется cooтвeтcтвyющIiй согласуюши блок. Кроме того, подключением на выходе преобразователя дополнительных логических элементов и ключей

можно реализовать различные функции преобразования, например, преобразование лине11ной функции в ступенчатую и шифрацию сигнала.

Наиболее полно реализуются преиму ntecTBa предлагаемого преобразователя при изготовлении его на основе интегральной МОП-технологии, обеспечива- юп;ей высокую идентичность параметров транзисторов, входящих в преобразователь, например в виде интегральной микросборки на кремниевой подложке п-типа проводимости. Транзисторные переключатели 1.1-l.n представляют собой МОП-транзисторы п-типа, размещенные в индивидуальных карманах р- типа проводимости. Нагрузочные элементы целесообразно выполнять на основе генераторов тока типа токового зеркала на транзисторах р-типа проводимости с общей подложкой. Интегральный делитель 4 напряжения может быть выполнен на основе областей кармана, так как они имеют сравнительно высокое поверхностное сопротивление. На фиг. 2 элементы делителя напряжения - прямоугольные области длиной L и Н непосредственно соединяют между собой карманы транзисторов ключей и, таким образом, образую один общий карман.

При реализации преобразователя по технологии с карманами р-типа проводимости измеряемое напряжение должно иметь отрицательную поля рность или положительную полярность в пределах до 0,5 В (до открывания р-п-переходов).

Преобразователь работает следующим образом.

Измеряемое напряжение подается на подложку входного полевого транзистора 3. С объединенного затвора и стока этого транзистора напряжение подается на затворы транзисторных переключателей 1.1-l.n. На подложки этих транзисторов поданы напряжения с п-ступенчатого делителя 4 напряжения от источника 5 опорного напряжения. При этом за счет идентичности параметров и режимов входного транзистора, переключателей и нагрузочных элементов компенсируется величина порогового напряжения каждого переключателя. В результате те переключатели, смещающие напряжения на подложках которых меньше (по абсолютной величине) входного напряжения, открываются и на соответствующих выходных клеммах появляется нулевой потенциал, а на клеммах закрытых транзисторов остается напряжение питания .

Формула изобретения Аналого-дискретный преобразователь напряжения, содержащий входную потен- циальную клемму, клемму нулевого потенциала, п транзисторных переключателей, п-ступенчатый делитель напряжения, вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, п нагрузочных элементов, первые выводы которых подключены к клеммам фиксированного потенциала, вторые выводы подключены к выходам транзисторных

переключателей, управляющие входы ко- 20транзисторов, исток входного полевоторых объединены, отличаю-го транзистора и подложка полевого

щ и и с я тем, что, с целью повыше-транзистора первого транзисторного

ния чувствительности и уменьшения то-переключателя соединены с клеммой нука потребления преобразователя, введе-левого потенциала.

ь Q

506370

ны дополнительный нагрузочный элемент и входной полевой транзистор, подложка которого соединена с входной потенциальной клеммой, исток - с клеммой нулевого потенциала, сток и затвор объединены и соединены с первым выводом дополнительного нагрузочного элемента, второй вывод которого соединен с клеммой фиксированного потенциала, транзисторные переключатели вьтолне- ны на полевых транзисторах, подложки которых подключены к соответствующим выводам п-ступенчатого делителя напряжения, затворы, являющиеся управляющими входами транзисторных переключателей, соединены с объединенными стоком и затвором входного полевого транзистора, истоки полевых

15