Цифроаналоговый преобразователь Советский патент 1991 года по МПК H03M1/66 

ю ел

00

о

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в прецизионных системах аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования.

Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет стабилизации крутизны характеристики преобразования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема цифроаналогового преобразователя; на фиг.2 - реализация функционального преобразователя кода в ток.

Цифроаналоговый преобразователь (фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 преобразователи кода в ток, первый 3 и второй 4 операционные усилители, первый 5 и второй 6 элементы обратной связи, выполненные соответственно на первом и втором резисторах, имеющих тепловую связь.

Второй преобразователь 2 кода в ток (фиг.2) выполнен функциональным в виде преобразователя 7 двоичного кода в позиционный, источника- 8 опорного напряжения, (2-1) разрядных резисторов 9.1-Э.п и 2-1 разрядных ключей 10.1-10.п, где k - разрядность преобразуемого кода.

Цифроаналоговый преобразователь (фиг.1) работает следующим образом.

Преобразуемый код NBx поступает на управляющие входы первого преобразователя кода в ток, выходной ток которого связан со значением преобразуемого кода выражением

И UoRsKB номМвх/МВх.макс,

где Uo и RSKB соответственно напряжение источника опорного напряжения и эквивалентное сопротивление кодоупразляемого делителя, входящих в состав первого преобразователя 1 кода в ток;

IHOM -значение выходного тока первого преобразователя 1 кода в ток при максимальном значениии Ывх.макс преобразуемого кода;

Nsx 2 3| 2 1 , N вх.макс 2k - 1 ,

I 1 ai 0 или 1 .

Выходной ток ft первого преобразователя 1 кода в ток с помощью первого операционного усилителя 3 с резистором 5 в цепи обратной связи преобразуется в выходное напряжение 11вых цифроаналогового преобразователя, равное ивых

lnoMRINex/Nex-MaKc.

Выходной ток 2 второго преобразователя 2 кода в ток определяется функциональной зависимостью

IfVWoM-lT

Ток 12 протекает по второму резистору 6 с сопротивлением R2, включенному в цепь отрицательной обратной связи второго операционного усилителя 4. 5Суммарная мощность, выделяемая на

резисторах 5 и б, равна РЈ Pi + Р2

- 112R1 + l22R2 (R1 - R2)(lHoMNBx/NBx.MaKc.)2+

+ IHOM R2 и при обеспечении равенства

0

5

0

5

0

R1 R2 R получим Р Ј IHOM R.

Независимость суммарной мощности за счет тепловой связи между резисторами 5 и 6 обуславливает неизменность сопротивления резистора 5 и, следовательно,стабильность крутизны характерстики преобразования цифроаналогового преобразователя.

Требуемая функциональная зависимость тока 2 от значения преобразуемого кода обеспечивается соответствующим выбором сопротивлений разрядных резисторов 9.1-Э.п и алгоритмом работы второго (Функционального) преобразователя 2 кода в ток (фиг.2). Входной код двоичного вида, поступающий на управляющие входы второго преобразователя 2 кода в ток, преобразуется с помощью преобразователя 7 двоичного кода в позиционный. При некотором значении входного кода NBxj на соответствующем j-м выходе преобразователя 7 формируется сигнал с уронем лог.1, с помощью которого замыкается j-й разрядный ключ 10.J. Под воздействием опорного сигнала источника 8 опорного напряжения через j-й разрядный резистор 9.J с сопротивлением R9j протекает ток l2j Uo/R9j, являющийся выходным током функционального преобразователя 2 кода в ток, Сопротивление j-ro разрядного резистора 9.J выбирается в соответствии с выражением

0

R9.J R9.1/Vl -(j -1 )V(2k -1 )2 ,

где 2,3(2k-1);

R9.1 - сопротивление первого разрядного резистора, R9.1 UO/IHOM.

Формула изобретения 1. Цифроаналоговый преобразователь, содержащий первый и второй преобразователи кода в ток, выходы которых соединены

с инвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усилителей, неинвертирующие входы которых подключены к шине нулевого потенциала, а выходы соответственно через первый и второй элементы связи, выполненные соответственно в виде первого и второго резисторов с тепловой связью между ними, соединены соответственно со своими инвертирующими входами, выход первого

операционного усилителя является выходной шиной, управляющие входы первого преобразователя кода в ток объединены с соответствующими управляющими входами второго преобразователя кода в ток и являются входной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования за счет стабилизации крутизны характеристики преобразования,второй преобразователь кода в ток выполнен функциональным, при этом выходной ток функционального преобразователя и преобразуемый код находятся в следующей зависимости;

l2 IHOM Vl -Nix/(2k-1)2 ,

где z выходной ток функционального преобразователя;k

NBX z, ai 2 - значение преобраi 1 зуемого кода;

ai 0 или 1 - значение i-ro разрядного коэффициента преобразуемого кода;

k - разрядность преобразуемого кода,

IHOM - значение выходного тока первого преобразователя кода в ток при ai 1 для всех ,2k.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч a tout и и с я тем, что второй преобразователь

0

5

0

кода в ток выполнен в виде источника опорного напряжения, преобразователя двоичного кода в позиционный, 2k-1 разрядных резисторов и 2 -1 разрядных ключей, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами преобразователя двоичного кода в позиционный, входы которого являются соответствующими управляющими входами второго преобразователя кода в ток, первый и второй выходы источника опорного напряжения соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и с первыми выводами 2k-1 разрядных резисторов, вторые выводы которых соединены с входами соответствующих разрядных ключей, выход первого разрядного ключа объединен с выходами остальных 2-2 разрядных ключей и является выходом второго преобразователя кода в ток, при этом сопротивление j-ro разрядного резистора, кроме первого, определяется в соответствии с выражением

25

Rj Rl/Vr-(J-1 f/(2k-lf ,

где Ri UO/IHOM - сопротивление первого разрядного резистора;

Do - напряжение источника опорного напряжения; 1 2, 3(2k-1).

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано а прецизионных аналого-цифровых и цифроаналоговых системах. Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет стабилизации крутизны характеристики преобразования. Цифроа- налоговый преобразователь содержит первый 1 и второй 2 преобразователи кода в ток, первый 3 и второй 4 операционные усилители, первый 5 и второй 6 элементы обратной связи. Положительный эффект достигается за счет выполнения второго преобразователя 2 функциональным, выходной ток 2 которого связан со значением преобразуемого кода NBx зависимостью 12 IHOM VI - (Ывх/Ывхмакс.)2 где ном эна чение тока на выходе преобразователя 1 при максимальном значении №вхМакс. входного кода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

±