ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-НАПРЯЖЕНИЕ Советский патент 1967 года по МПК H03M1/66 

Извесгиы преобразователи код-напряжение, содержащие схему управления, шифратор, декады переключателей иа транзисторах / - п - р и д - р - я-типов, набор эталонных сопротивлений и источник эталонного напряжения.

Предложенный преобразователь отличается тем, что он содержит по два переключателя коэффициента «О иа каждую декаду, включенных между шииами источника эталонного напряжения; декады преобразователя разбиты на две половины, причем к незаземленной шипе в первой половине подключены транзисторы /г - р - /г-типа, а во второй - типа / - п - р.

Это уменьшает и стабилизирует ток источника эталонного напряжения.

На чертеже показано предложенное устройство.

Схема 1 управления выдает команды в десятичном коде, которые шифратором 2 трансформируются во взвешенный код. Наиболее экономичным является четырехэлементный взвешенный код, позволяющий при помощи четырех элементов представлять любое число от нуля до девяти. Известно большое число различных четырехэлементных взвешенных кодов, из которых наибольшее распространение получили коды 2421, 4221, 5211, 5121, 3321, 4311 и 1248. Эти коды дещифрируются звездообразным потенциометром, декады ,3-6

которого выполнены на транзисторных переключателях. При наборе какого-либо числа ток управления от шифратора .2 течет в базы соответствующих незаземленных транзисторов, затем иа коллекторы этнх транзисторов, на незаземленную шину источника /Г и через источник на землю.

Таким образом, пропускаемый через образцовый источник Е ток управления нереключателями, создает на его внутреннем сопротивлении падение иаиряжения, что приводит к дополнительной погрешиости.

В применяемых в настоящее время кодах для набора чисел от одного до девятн включается различное число резисторов (от одного до четырех в каждой декаде), и ток через источиик изменяется от точки к точке. Например, в коде 2421 число девять равно 9 2+4-Ь + 2+1, а .

Следовательно, применение известиых кодов приводит к дополнительной изменяющейся погрешности, & потому ее учет затруднен.

В предлагаемом устройстве, работающем по одному из взвешенных кодов 742100, 632100, или 632100, любое число от нуля до девяти набирается всегда двумя элементами кода. ;: в базы трапзистороп я - /; - п 9 и 10, отпирая их (режим касыщепля); 2) отрпцательп те - в. базы траизистороз п - р - п.П,, l2,J3, i4;-запирая нх, и в базы транзисторов /J -/г - р 15, 16, 17, 18, отпирая их. I Таким о,б.разом, резисторы 19, 20, 21 и 22 подключены к зазомлеппо иише, и па В1 1ходе потепциолетра иаиряжсипе равио нулю (по OTKOOieaiiio к земле). То упразлеипя траизаетора ш 9 и 10 течет через их базы па коллектор, иезаземлепиую шииу, источиик Е п иа землю. Этот ток равен двум токам управления. Выходное напряжение потенциометра определястея в общем случае ио формуле. g -суммарная проводимость резисторов, иереключеииых к незаземлеапой шине {опреg - единичная проводимость. Следовательно, С-вых -дискретно измеияется от точки к точке. В исходном состоянии , поэтому и ЕЫХ 0- Можно условно СЧИТЭТЬ, ЧТО Пвреключатели 7, 9 и 8, 10 включают резисторы, проводимость которых равиа пулю (для их различия О и О ). Отношение проводимостей должно быть ем : g-20: g2i:g-2-2 7-A:2:l 7g:4:g:2g:lg или g-20: gai - 6 : 3 : 2 : 1 Qg : 3g : 2g : Ig В 3TOM случае устройство работает по одному из кодов 742100, 632100 (трой;.;а набирается как , возмол ное исключено) или 632100 (здесь исключено ). Устройство работает следующим образом. Пусть иабраио число пять в коде 742100. Тогда в базы транзисторов р - п - р 7, 8, 15, 17 подается отрицательиый сигнал, и они открываются, а в базы транзисторов 9, 10, 11 и /5 -отрицательиый сигиал, и они закрываются. В базы транзисторов п - р - п 11, 12 и 14 подается положительный сигиал, и они открываются, а в базы транзисторов р - п - р 16 и 18 - положительный сигнал, и они закрываются. При этом через источник текут токи управления транзисторами 12 и 14, т. е. этот ток опять равен двум токам управления. При наборе других чисел по этому коду устройство работает аналогично. Через источник всегда течет двойно ток управления. Пусть нужно отработать чнсло 3 в коде 6:12 foo, т. е. й19 S21: S 6 : 3 : 2 : 1 ; Зо-; : 2й-: Ig По команде из )инфратора 2 открываются транзисторы 7, 8, 15, 16, 13 и 14, резисторы 21 и 22 оказываются нодключе И1Ыми к иезаземлсииой яи-ию и выходное иаиряжеиие стаиов:;гся равным ш - (S; + S ЗА. g При этом через образцовый источник протекает ток управления траизисторами 13 и 14, следовательно, этот ток также равен двум токам управления. Работа устройства по коду 632100 отличается лишь набором числа 3 как 3 3. При сравненни кодов 742100, 6:32100 п 632100 отметить, что получение отыошеипя 7:4:2:1 затруднено, так как семерка пе кратиа другим числам. В коде 632100 нагрузка па все элементы более равномерна, чем в коде 632100, в котором «О включается всего два раза, а 1, 2 и 6 - по четыре раза. Таким образом, наиболее оптимальным является построение траизиеторпого цифро-апалогового преобразователя (ЦАП) в коде 632100. В устройстве возможио осуществление компенсации управляющих токов, иропускаемых через источиик Е. Для этого в декаде 3 переключатели выполнепы так, что с незаземлеи юй шиной связаны транзисторы тина п-р-п, а в декаде 4 - транзисторы типа р-п-р. Остальные транзисторы в переключателях, т. е. транзисторы, связанные с заземлепиой шииой, могут быть типа р-п-р или п-р-п. Е исходном состояпии открыты транзисторы 7, 8, 15, 16, 13, 14 декады 3 и соответствующие траизисторы декады 4. Остальные транзисторы закрыты. Поэтому все образцовые резисторы подключеиы к земле, а через источиик Е протекает двойной иоложительпый ток, управляющий транзисторами 13, 14, а таклхе двойной отрицательиый ток, управляющий соответствующими транзисторами декады 14. Таким образом, суммарный ток равен нулю. Аиалогич о производится отработка всех чисел от нуля до девяноста девяти в кодах 742100, 6 2100 и 63 2100, причем через источпик пропускается эквивалеитный ток управления траизисториыми переключателями, равный пулю.

В случае нечетного числа декад через источник пропускается минимальный постоянный по величине ток, равный двум токам управления трапзисториыми переключателями.

Замепяя в переключателях нулевых коэффициентов транзисторы, связанные с зазем«тенной пипюй, высокоомными сопротивлениями, можно упростить схему дешифратора.

Усовершенствовать устройство можно, подавая удвоенный ток управления в один из переключателей коэффициентов нуль, папример О , ц набирая числа, как показано в таблице (для предложенных выше кодов).

В зтом случае, числЛСиу.АЬ лредставляется одним элементом, т. е. число эле 1ентоз шифратора уменьшается, и lifoepe любого числа от нуля до девяти (мзазцовый источник также пропускается ток, равный двум токам управлення.-. -.i

Удвоение тока управления транзистором достигается уменьи1епием в два раза ба:7ового резнстора 24 транзистора 9.

П р с д м е т и 3 о б р е т е и и я

Преобразователь код-напряжение, содержащий схему уиравления, шнфратор, иреобразуюш,нй входной код во взвешенный декады переключателей на транзисторах р-я-р и п-р-п-типов, набор эталонных сопротивлений и источник эталонного напряження, отлачающийся тем, что, с целью уменьшения п стабилизации тока источника эталонного наиряжеиия и повышения точиости устройства, он содержит но два переключателя коэффицисита «О на каждую декаду, включенные между шинами источника эталонного нанряжения, декады преобразователя разбиты на две половины, прнче: к иезаземлеиной шине в первой половине нодключены транзисторы п-р-л-тина, а во второй - тииа р-п-р.

- J-3