Способ регулировки параллельного преобразователя код-напряжение Советский патент 1980 года по МПК H03K13/32 

ИзОбретение относится к измерительной технике ,и .может |быть использовало при изготовлении .прецизионных лараллельных преобразователей «код-напряжение (ПКН). Известен способ регулировки па1раллельных П1реобразователей «код-иапряже.н.ие путем по.дбора пар транзисторов в ключах и .в.ключения .в старшем разряде резисторов, шу1нтир(ующих транзисторы ключей 1. Указанный .способ не обеспечивает, достаточной тоЧности (регулировки. Известен способ регулировки параллельного преобразователя «код-1налряж.ен,ие путем .подач.и «нулевого хода на .цифровой вход каждого разряда, подключения сопротивления декодирующей матр.ицы к «.нулевой шине и измерения .выходного напряжения 12. Поочдредно в .каждом разряде подключают -транзисторы ,к нулевой шине и определяют TpaiH3iHCTOp, который вносит погрешность. Регул.ировкой управляющего тока данного транзистора добиваются по.лучения :на выходе ПКН нулевого напряжения. Это достигается изменением остаточного напряжения транз.истора при изменении -его тока уп|равле.н.ия. Однако пр.и .регулиров1Ке упр.авляю.щего тока меняется не только остаточное напряжение травзистора, но и его о-статоч.ное сопротивление, .которое в общем .случае не будет |равняться остаточному сопротивлению другого транаисторного .ключ.а этого же разряда. В результате велич.и.на сопротивления разряда ПКН будет зависеть от кода, что исключает возможность получения высокой точности преобразования, так как выходное напрял ение при одиоврвменном включении «единичного .ко.да во iBcex разрядах не будет раваяться сумме выдодных напряжений, создаваемых этими разрядами .при поочередноМ включении в .каждо.м из них «единич.ного «ода. Кроме того, такая регулировка .исключает .возможность выбора опт1Имального з.начения тока управления, отход от которого в меньшую сторо.ну вызывает увеличение нелинейности выходной вольт-аМперной хара.ктеристики транзистора и статических погрешностей преобразователя, а в болышую сторо.ну - увеличение времени установления и динамических погр еш но стей иpieoSp а зов а те л я. Наконец, при регулировке ПКН таким способом устраняется только аддитивная составляющая погрешности выходного напряжения, обусловленная остаточны.ми .напряжениями ключей, а ее мультипликативная составляющая остается неизменной.

Целью изобретеНИя является упрощение и 1Повы1Ш1ение точности регулйров,ки ПКН, транзисторные ключл старшего .-разряда которого шунтированы резисторами.

Цель дост1Игается тем, что три регулиpOBiKe параллельного лреО)бразо1вателя «коднапрйжение, транзисторные ключи -старшего разряда которого шунтированы рези.сторами, путем лодачи «нзлевого .кола на цифровой вход каждого разряда, подключения ДОполНительного |СОП)рот,ивления декодирующей матрицы преобразователя к «нулевой щине и измерения выходного напряжевия, изменяя величину сопротивления резистора, шунтирующего ключ, соединенный с «единичной миной, величину выходного напряжения устанавливают равной нулю, затем додают «единичный код на цифровой вход /каждого разряда, отключают от «нулевой Шины дополняющее сопротивление и подключают его к «единичной щкне, измеряют напряжение между выходом декодирующей матрицы преобразователя и «единичной (ШИНОЙ и, .изменяя величину сопротивления резистора, шунтируюшего жлюч, соединенный с «нулевой шиной, устанавливают величину измеряе мого напряжения равной нулю.

Предложенный способ иллюстрируется функциональной схемой регулировки -преобразователя «юод-напряжение, Представленной на чертеже.

Схема содержит ПКН, .состоящий из декодирующей матрицы /, источника опорного напряжения (ИОН) 3, ключей На биполярных транаисторах 3 и лары резисторов 4, 5 в старшем разряде, вольтметр 6. Один из его выводов подключен постоянно к выходу 7 декодирующей матрацы /, а другой вместе с выводами 5 дополняющего сопротивления декодирующей матрицы 1 с помощью переключателя 9 подклю чается к «нулевой щине ИОН 2 при подаче на цифровой вход 10 «нулевого кода .и к «единичной шине - при подаче на цифровой вход 10 «единичного кода.

При «нулевом ко.де измеряют величину сопротивления резистора 4, а при «един.ичном - резистора 5 до тех пор, пока в каждом случае показания вольтметра не достигнут нуля.

Регулировкой при «нулевом коде устанавливают такую величину тока нагрузки, протекающего через транзистор переключателя старщего разряда, подключенный к «нулевой шине ИОН, которая обеопечива|ет падение напряжения на остаточном сопрот твлении транзистора, равное по величине и противоположное по знаку сумме остаточных напряжений всех транзисторов, подключенных « нулевой шине.

При этом усТ|ра:няется аддитивная составляющая погрешности, обусловленная остаточными напряжениями.

Регулировкой при «-единичном коде устанавливают такую величину тока нагрузки, протекающего через транзистор переключателя старшего разряда, подключенный К «единичной шине ИОН, которая обеспечивает падение напряжения на остаточном сопротивлении транзистора, равное по вел.ичине и противоположное по знаку сумме остаточных,напряжений всех транзисторов, подключенных к «единичной шине. При этом устраняется мультипликативная составляющая погрещности, обуславленная остаточными наП,рЯ1жения1М.и.

Регулировка ПКН, состоящего из декодирующей .резисторной матр.ицы типа «1-2-4-8 с базовым сопротивлением кОм, ключей на транзисторах К Т 214, К Т 215 и источника опорного напряжения 10 в с применением -предлагаемого спосо-ба

достигалась приведенная погрешность выходного напряжения 0,003%.

Величины -сопротивлений резисторов 4 и 5 при этом были по 20 кОм.

Спос-об р-егулировк1и позволяет изготавливать высокоточные ПКН без и-спользовапия дорогостоящих компен-оированных ключей.

Формула изобретения

Способ регулировки параллельного преобразователя «код-напряжение, транзисторные КЛЮЧ.И старщего разряда которого шунтированы рез1исторами, путем подачи

«нулевого кода на цифровой вход ка-ждого разряда, подключения дополняющего сопротивления декодирующей матрицы пре-образователя к «нулевой шине и измерения выходного напряжения, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности регулиро.вки преобразователя, изменяя величину сопротивления резистора, шунтирующего ключ, со-единенный с «единичной шиной, уста-навливают величину выходного напряжения равной нулю, затем подают единичный код на .цифровой вход кажд-otro разря.да, отключают от «нулевой шины дополняющее -сопротивление и подключают его к «единичной шине, измеряют напряжение между выходом декодирующей матрицы преобразователя .и «единичной шиной и, изменяя величину сопротивл-ения рез.и-стора, шунтирующего ключ, соединенный с «нулевой шиной, устанавливают величину измеряемого напряжения равной нулю.

Источники инфарма-ции, принятые во внимание при экспертизе:

1. Шляндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы, изд-во «Высшая щкола, М., 1973, стр. 62-63. 2. Клебанский Р. В. Преобразоазател-и кода в напряжение, изд-во «Энергия, М., 1973, с. 94-95 (прототип).