Цифроаналоговый преобразователь Советский патент 1979 года по МПК H03K13/03 

.(54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ния преобразователя при увеличении количества его разрядов., Это достигается тем, что в предлагаемый цифроаналоговый преобразователь введено устройство согласования потенциальных уровней, вход которого соединен со вторым выходом младшей ступени деления старшей группы делителей тока, а выход этого устройства - стоковым входом старшей ступени деления последующей группы делителей тока. Разбиение делителей тока на группы производится согласно выражению f N - разрядность разрабатываемого ЦАП; п - количество разрядов ЦАП; m - целое число, округленное в сторону большего числа. Так, например, определим количество групп делителей тока при Ut7um. 24B и числе разрядов разрабатываемого ЦАП, рав ных 12 и 15 N 12N 15 - / m 2m .c. 3. После определения количества групп делителей тока (ДТ) необходимо проверить выполняется ли условие включения устрой .согласования .потенциальных уровней. Этим условием является отсутствие дополнительной погрешности преобразования ЦАП вследствие включения устройства согласования. Как известно, точность любого ЦАП равна ± 1/2 МР (МР- младший разряд), это условие определяет точность генератора стабильного тока (ГСТ), а каждая послеДук)щая ступень деления (ДТ) может иметь точность выходны.х токов в два раза ниже точности выходных токов предыдущей ступени. Следовательно, чем дальше устройство согласования расположено от самой старшей ступени деления (ДТ, тем оно меньше влияет на точность преобразования ЦАП. Предлагаемое устройство согласования вносит нестабильность в задание тока (выходного тока) порядка 0,1%- Для 12-ти разрядного ЦАП точность равна 0,02%. Отсюда следует, что устройство согласования должно быть .включено за пятой ступенью деления, так как точность задания выходноrq тока пятой ступени может быть равна 0,5%. Место расположения устройства согласрвания зав.исит от номинала стандартного напряжения питания ЦАП, падения напряжения на ГСТ и величины погрешйссти, вносимой устройством согласования в задаваемые токи.Тогда, с учетом вышесказанного, 12-ти разрядный ЦАП можно разбить на две грунпы делителей тока, каждая из котоpbix будет содержать по щесть ступеней (ДТ). 15-ти разрядный ЦАП можно раз661778бить на следуюш,ие три группы 7-4-4. При этом условие включения выполняется с запасом. Структурная схема предлагаемого цкфроаналогового преобразователя приведена на чертеже. Выход генератора стабильного тока I соединен с резисторами 2, 3 старшей ступени деления, состоящей из транзисторов 4, 5. Первый выход ступени присоединен к пер- . вому входу ключа 6, а второй выход ступени присоединен к токовому входу последующей ступени деления 7. В свою очередь, первьш выход ступени 7 присоединен к первому входу ключа 8, а второй выход присоединен к токовому входу следующей ступени деления. Первый выход младшей чгупени деления делителя тока 9 старшей группы делителей тока соединен с первым входом ключа 10, а второй его выход присоединен к коллектору первого транзистора Г1. схемы сшивки, у которого эмиттер соединен с шиной положительного потенциала через токо-. задаюший резистор 12 и базой второго транзистора 13. Эмиттер последнего присоединен к базе первого транзистора 11 и через термокомпенсирующий диод 14 и токозадающий резистор 15 - к шине положительного потенциала. Выходной ток младшей ступени деления делителя 9 через коллектор второго транзистора 13 поступает в коллектор третьего транзистора 16 и базу четвертого транзистора 7. Эмиттер третьего транзистора 16 через тркозадаюший резистор 18, а эмиттер четвертого транзистора 17 через термокомпенсирующий диод 19 и токозадающий резистор 20 соединены, с шиной отрицательного потенциала. База третьего и эмиттер четвертого транзистора соединены с базой транзистора 21. Эмиттер транзистора 21 соединен с шиной отрицательного потенций-; ла через токозадающий резистор 22, а коллекторы транзисторов 17 и 21 соединены с входами старших ступеней делениясоответствующих групп делителей тока. Первый выход старшей ступени деления 23 средней группы делителей тока соединен с первым входом двухпозициоНного ключа 24, второй выход ступени 23 соедине.н с токовым входом последующей ступени деления данной группы, а первый выход младшей ступени деления делителя тока 25 соединен с первым входом ключа 26. Первый выход старшей ступени деления делителя 27 младшей группы токовых делителей соединен с первым входом ключа 28, а второй выход делителя 27 соединен с последующей ступенью деления этой же группы. Далее первый выход младшей ступени деления 29 данной группы соединен с первым входом ключа 30,. а второй выход ступени 29 соединен с земляной шиной. К инверсному входу операционного уснлителя 31 присоединены первые выходы двухпозиционных ключей 6,8, 10,24,26, 28, 30, а неинверсный вход усилителя 31 через резистор 32 и вторые выходы всех двухпозиционных ключей соединен с земляной шиной. Коэффициент преобразования тока в напряжение устанавливается резистором обратной связи 33. Последовательная цепочка диодов 34- 40 и токозадающий резистор 41 устанавливают необходимые потенциалына базах транзисторов ступеней деления. Блок управления 42 соединен со вторыми входами двухпозиционных ключей. Устройство работает следующим образом. Генератор стабильного тока 1 создает стабильный постоянный ток 3, который поступает на вход старшей ступени деления старшей группы делителей тока для деления его пополам, причем с первого выхода ступеней деления ток, равный 1/23 передается на вход ключа 6, и в зависимости от управляющего сигнала блока управления 42, этот ток поступает на вход делителя 31 или замыкается яа корпус. Со второго выхода старшей ступени деления (коллектор транзистора 5) ток, равный также 1/2 Л поступает на вход последующей ступени деления 7, с выходов которой снимаются трк;и, равньте 1/41. ПЪсле этого процесс деления повторяется необходимое число раз, только в последней младшей ступени деления делителя 9 старшей группы выходной ток через устройство согласования потенциальных уровней поступает на вход следующей группы делителей тока. Вход устройства согласования соединен с выходом делителя 9. Через это соединение протекает ток определенной величины, который определяется током генератора 1 и суммарным коэффициентом деления старшей группы делителя 9. Кроме того, он в основном протекает через транзистор 11 и резистор 12, и если сопротивЛения резисторов 12 и 15 равны,-то устанавливается равный ему ток, протекающий через транзистор 13, диод 14 и резистор 15 вследствие жесткой обратной связи этих транзисторЬв.

661778 Структура, состоящая из транзисторов 16 и 17, резисторов 18 и 20 и диода 19, работает аналогично вышеописанной структуре, которая построена на транзисторах i i и 13. Транзистор 21 совместно с резистором 22 работает как генератор тока (схема с общей базой), причем базовый потенциал задается эмиттером транзистора 17. Формула изобретения Цифроаналоговый преобразователь, содержащий двухтранзисторные делители тока, первые выходы которых соединены через двухпозиционные токовые ключи с выходами выходного дифференциального операционного усилителя, вторые выходы - с токовыми входами соседних более младщих делителей тока, вторые входы делителей тока соединены с соответствующими выходами диодного делителя напряжения, генератор стабильного тока, выходом соединенный с токовым входом делителя тока старшего разряда, и устройство управления, выходами соединенное со вторыми входами двухпозиционных токовых ключей, отличающийся тем, что, с целью сохранения стандартного номинала напряжения питания преобразователя при увеличении количества его разрядов, в него введено устройство согласования потенциальных уровней, вход которого соединен со вторым выходом младшей ступени деления старшей группы делителей тока, а выход этого устройства - с токовым входом старшей ступени деления последующей группы делителей тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 395298, кл. Н 03 К 13/03. 2.Чистяков Б. В. Быстродействующий высокочастотный цифроаналоговый преобразователь. «Приборы и системы управления, № 2, 1972, с. 25.661778