Цифроаналоговый преобразователь

 

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. Цифроаналоговый 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕ;PY 5/lMK (я)ю Н 03 M 1/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССРОПИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕ И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ыл (21) 4386Ф2/24 (22) 04.03.88 (46) 15.04.91. Бюл. М 14 (71) Московский энергетический институт (72) С.И.Гордеев, В.И.Диденко и В,M.Капустин (53) 681.325 (088.8) (56) Патент США М 3336589, кл. Н 03 К 13/02, 340-347, 1963.

Манчев Б.А. Исследование и разработка алгоритма и системы автоматической коррекции нелинейных ЦАП с суммированием взвешенных эталонов. Канд. дис. 05,13.05, Л., 1986, с, 21, рис, 1.3. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОBATEË Ь (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть ис.Я2 1642586 А1 пользовано в прецизионных аналого-цифровых и цифроаналоговых системах. Цель изобретения — повышение точности преобразования за счет стабилизации крутизны характеристики преобразования. Цифроаналоговый преобразователь содерхо1т первый 1 и второй 2 преобразователи кода в ток, первый 3 и второй 4 операционные уси лители, первый 5 и второй 6 элементы обратной связи. Положительный эффект достигается за счет выполнения второго преобразователя 2 функциональным, выходной ток I2 которого связан со значением преобраз емого кода N»< зависимостью 2 = ном 1 — (Nex/йрх дк ), Гдв !ном ЗНачение тока на выходе преобразователя 1 при максимальном значении N><„, входного кода. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

1642586

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 9.1-9,п и

2 -1 разрядных ключей 10.1 — 10,п, где k—

k разрядность преобразуемого кода.

Цифроаналоговый преобразователь (фиг.1) работает следующим образом, Преобразуемый код N«поступает на управляющие входы первого преобразователя кода в ток, выходной ток которого связан со значением преобразуемого кода выражением !

1 = 00йзкв = ном 4ах/Nex.макс. где Up и Вака - соответственно напряжение источника опорного напряжения и эквивалентное сопротивление кодоуправляемого делителя, входящих в состав первого преобразователя 1 кода в ток;

I oM — значение выходного тока первого преобразователя 1 кода в ток при максимальном значениии Nex.paxc преобразуемого кода;

Nex =,, Ж 2, N ах.макс = 2 — 1, ! — 1 k

I =1

aI =Оили1.

Выходной ток 1 первого преобразователя 1 кода в ток с помощью первого операционного усилителя 3 с резистором 5 в цепи обратной связи преобразуется в выходное напряжение U»x цифроаналогового преобразователя, равное Ue

= !номй1Ивх/Nex.ìàêñ

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

Ток lz протекает по второму резистору 6 с сопротивлением R2, включенному в цепь отрицательной обратной связи второго оперэционного усилителя 4, Суммарная мощность, выделяемая на резисторах 5 и 6, равна Р = Р1 + Pz = г

= 1 R1 + 1г R2 = (R1 - R2)(lnoMNex/Nsx.ìàêñ.) +

+ i>o> R2 и при обеспечении равенства г й1 = R2 = R получим Р g = 1ном R. г

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 !г от значения преобразуемого кода обеспечивается соответствующим выбором сопротивлений разрядных резисторов 9.1 — 9.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 Nexj 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 !г1 = Up/R9j, являющийся выходным током функционального преобразователя 2 кода в ток, Сопротивление j-ro разрядного резистора 9.j выбирается в соответствии с выражением ч= " -Ти) л "- > . где j = 2, 3, . „, (2 -1);

R9.1 -- сопротивление первого разрядного резистора, R9.1 = 0о/leod.

Формула изобретения

1. Цифроаналоговый преобразователь, содержащий первый и второй преобразователи кода в ток, выходы которых соединены с инвертирующими входами соответственно первого и второ-о 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

1642586

1 — (j — 1 gl(2 — 1 )"

10. п фиг 2

Составитель Н,Капитанов

Техред М.Моргентал - Корректор В,Гирняк

Редактор Е.Копча

I !

Заказ 1152 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 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, отл и ч а ю щи и с я 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: где l2 — выходной ток функционального и реобразователя;

Nsx =,, ai 2 — значение преобраi=! зуемого кода;

ai = 0 или 1 — значение i-го разрядного коэффициента преобразуемого кода;

k — разрядность преобразуемого кода;

1н ц — значение выходного тока первого преобразователя кода в ток при ai = 1 для всех!=1,2, ..., k.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что второй преобразователь кода в ток выполнен в виде источника опорного напряжения, преобразователя двоичного кода в позиционный, 2 -1 разрядных резисторов и 2 -1 разрядных ключей, управk

5 ляющие входы которых соединены с соответствующими выходами преобразователя двоичного кода в позиционный, входы которого являются соответствующими управляющими входами второго преобразователя, 10 кода в ток, первый и второй выходы источника опорного напряжения соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и с первыми выводами 2 -1 разрядных резиk сторон, вторые выводы которых соединены

15 с входами соответствующих разрядных ключей, выход первого разрядного ключа объединен с выходами остальных 2 -2

k разрядных ключей и является выходом второго преобразователя кода в ток, при этом

20 сопротивление j-ro разрядного резистора, кроме первого, определяется в соответствии с выражением где R1 = Uo/iaaf — сопротивление первого разрядного резистора;

Up — напряжение источника опорного напряжения;

30 ) =2, 3, „„(2 -1),