Устройство для управления сопротивлением регулируемого резистивного элемента

 

Изобретение может быть использовано в аналого-цифровой полупроводниковой схемотехнике Цель изобретения - повышение точности, что достигается введением регулируемых дифференциальных резистивных элементов 1 1-1,N (РДРЭ), дифференциального усилителя 11, регулируемых источников 6-8 тока, инвертирующего усилителя 4 и первого и второго интегрирующих конденсаторов 5.1 и 5.2, образцового резистора 9, источника 10 опорного напряжения .Принцип работы основан на выравнивании сопротивлений образцового резистора 9 и РДРЭ 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 R 31/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4606555/21 (22) 15.11.88 (46) 30.06,91. Бюл. ¹ 24 (71) Московский инженерно-физический институт (72) А.M.Êóýeêèí и M.Н.Краснов (53) 621.317.299 (088.8) (56) 1Е ЕЕ TRANS СА$-34, 1987, N 8, р.862.

Патент США

¹ 4484089, кл. 307/297, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЕМ РЕГУЛИРУЕМОГО РЕЗИСТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА Ы 1б59922 А1 (57) Изобретение может быть использовано в аналого-цифровой полупроводниковой схемотехнике. Цель изобретения — повышение точности, что достигается введением регулируемых дифференциальных резистивных элементов 1.1-1,N (РДРЭ), дифференциального усилителя 11, регулируемых источников 6-8 тока, инвертирующего усилителя 4 и первого и второго интегрирующих конденсаторов 5.1 и 5,2, образцового резистора 9, источника 10 опорного напряжения.Принцип работы основан на выравнивании соп ротивлений образцового резистора 9 и РДРЭ. 1 ил, 1659922

20

45

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аналого-цифровой полупроводниковой схемотехнике.

Целью изобретения является повышение точности управления сопротивлением за счет снижения коммутационных помех, На чертеже предс-авлена принципиальная электрическая схема устройства вместе с настраиваемыми регулируемыми резистивн ыми элемента MM.

Устройство содержит регулируемый дифференциальный резистивный элемент l. j, выполненнь.й на первом 2,1, втором 2.2, третьем 2.3 и четвертом 2.4 МДП-транзисторах, операционный усилитель 3, инвертируащий усилитель 4, первый 5,1 и второй 5,2 конденсаторы, первый 6, второй 7 и третий

8 согласованные источники тока. образцовый ре3 АОТор 9, NOT04I IIIE i0 опорного напря>кения и дифференциальный усилитель 11, Сток (исток) первого МДП-транзистора

2.1 соединен со стоком (истоком) второго

МДП-транзистора 2.2 и является вторым выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента 1,1, исток (сток) первого МДП-транзистора 2,1 соединен со стоком (истоком) третьего МДП-транзистора

2,3 и является первым выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента 1,1, исток (сток) четвертого МДПтранзистора 2.4 соединен с истоком (стоком) третьего МДП-транзистора 2,3 и является третьим выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента 1,1, сток (исток) четвертого МДП-транзистора 2.4 соединен с истоком (стоком) второго МДП-транзистора 2.2 и является четвертым выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента 1,1.

Затворы первого 2,1 и четвертого 2.4 МДГ!транзисторов соединены с первой шиной пиTBHMII. Г!одложки Il8pEIoI о 2. 1,второго 2.2, третьего 2,3 и четвертого 2.4 МДП-транзисторов соединены с второй шиной питания, Затворы второго 2.2 и третьего 2.3 МДПтранзисторов соединены с выходом инвертирующего усилителя 4 и являются входом управления регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1. Неинвертирующий вход операционного усилителя 3 соединен с четвертым выводом регулируемсго дифференциального резистивного элемента 1.1, который через третий согласованный источник 8 ток соединен с первой шиной питания, а через второй конденсатор

5.2 — с общей шиной, третьим выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента !.1 и первым выводом образцового резистора 9, торой EIIIEIog xo—:прого соединен = неинвертирующим входом дифференциального усилителя 11 и первым выводом первого источника 6 тока, вход управления которого соединен с выходом дифференциального усилителя 11, инвертирующий вход которого подключен к источнику 10 опорного напряжения. Второй вывод первого источника 6 тока соединен с первой шиной питания.

Кроме того, на чертеже показаны второй 1.2, третий 1.3,.„N-й 1,N регулируемые дифференциальные резистивные элементы, для управления сопротивлением которых и служит предлагаемое устройство

Устройство работает следующим образом, Принцип работы устройства основан на параметрическом способе управления сопротивлением регулируемого дифференциального резистивного элемента (РДРЭ) 1.1, которое устанавливается пропорциональным сопротивлению образцового резистора

9. При этом сопротивление РДРЭ 1,1 контролируется посредством подачи напряжения 0о на его вход управления. При этом разность токов II и !2 РДРЭ 1.1, протекаЮщих через его первый и четвертый выводы, от напряжения между его вторым и третьим выводами U» имеет линейную зависимость: !

1- =2К(о - UG2) Uon (1) где К вЂ” крутизна МДП-транзистора (МДП-T);

UGI — напряжение на затворах первого

2.1 и четвертого 2,4 МДП-Т;

UG2 — напряжение, на затворах второго

2.2 и третьего 2,3 МДП-T. !

При подаче на инвертирующий вход дифференциального усилителя (ДУ) 11 напряжения Upp с выхода источника 10 опорного напряжения напряжение на неинвертирующем входе ДУ 11 устанавливается также равным 0оп в результате действия отрицательной обратной связи с выхода ДУ 11 на вход управления первого согласованного источника 6 тока. По этой причине значение тока !оп, протекающего через образцовый резистор 9, равно: !оп=

=Up>/R, где К вЂ” сопротивление образцового резистора 9. Так как второй 7 и третий 8 источники тока согласованы с первым источником 6 тока, через них также начинает протекать ток = !оп А, где А — постоянный коэффициент. Одновременно начинают течь токи и через РДРЭ 1.1. С учетом направления токов, протекающих через РДРЭ

1.1 и второй 7 и третий 8 источники тока, можно заключить, что в случае неравенства этих токов между собой разностными токами будут заряжаться первый 5,1 и второй 5.2 конденсаторы. По этой причине, если ток, протекающий через РДРЭ 1.1 на инвертиру1659922 ющий вход операционного усилителя (ОУ) 3. сатор, включенный между неинвертируюбудет меньше тока, протекающего через щим входом и выходом операционного усивторой источник 8 тока, разностный ток на- лителя, причем выход операционного чнет заряжать первый конденсатор 5,1, Это усилителя соединен с первым выводом реприведет к тому, что напряжение на выходе 5 гулируемого резистивного элемента, второй

Оу 3 увеличится, а на выходе инвертиру- вывод которого соединен с источником ющего усилителя 4 уменьшится, вызвав тем опорного напряжения, а вход управления самым уменьшение сопротивления РДРЗ регулируемого резистивного элемента сое1,1 (см. выражение (1)). По этой причине ток динен с клеммой для подключения управлячерез него будет увеличиваться до тех пор, 10 емого резистивного элемента, о т л и ч а юпока он не сравняется с током второго ис- щ е е с я тем, что, с целью повышения точника 8 тока. В этот момент токи через точности управления сопротивлением за первый 5,1 и второй 5.2 конденсаторы пере- счет снижения коммутационных помех, в усстанут течь и на выходе инвертирующего тройство введены три согласованных источусилителя 4 установится такое управляю- 15 ника тока, образцовый резистор, второй щее напряжение Uc, которое приведет к вы- конденсатор, дифференциальный усилиравниванию сопротивления РДРЭ 1.1 с тель и инвертирующий усилитель, регулирусопротивлением образцового резистора 9 с емый резистивный элемент выполнен коэффициентом пропорциональности, рав- дифференциальным и содержит четыре ным 2А. Действительно, как указывалось ра- 20 МДП-транзистора одинакового типа провонее = (Uon/R) А. Приравнивая ток второго димости, причем сток первого МДП-транзиисточника 8 тока к току на первом выводе стора соединен со стоком второго

РДРЭ 1.1 — l>, получим МДП-транзистора и служит вторым вывоK(U61 062) = AIR, (2) дом регулируемого дифференциального регде правая часть равенства (2) является по- 25 зистивного элемента, исток первого ловиной проводимости РДРЭ 1.1. По этой МДП-транзистора соединен со стоком причинесопротивление РДРЭ1.1 оказыва- третьего МДП-транзистора и служит перется равным сопротивлению образцового вым выводом регулируемого дифференцирезистора 9 с коэффициентом пропорцио- ального резистивного элемента, исток нал ь ности, ра вн ы м 2А. 30 четвертого МДП-транзистора соединен с

Если на одной полупроводниковой под- истоком третьего МДП-транзистора и являложке разместить какие-либо другие уст- ется третьим выводом регулируемого дифройства, содержащие в своем составе РДРЭ ференциального резистивного элемента, 1.2,, „1 N, параметры которых согласованы сток четвертого МДП-транзистора соединен с параметрами первого РДРЗ 1,1 и на входы 35 с истоком второго МДП-транзистора и слууправления которых подается сигнал управ- житчетвертым выводом регулируемогодифления Uc с выхода предлагаемого устройст- ференциального резистивного элемента, ва, то абсолютные значения сопротивлений затворы первого и четвертого МДП-транзиРДРЭ 1.2,, „1.N будут управляться значе- сторов соединены с первой шиной питания, нием сопротивления образцового резисто- 40 подложки всех МДП-транзисторов соединера 9. При воздействии на ны с второй шиной питания, а затворы втополупроводниковую подложку различных рого и третьего МДП-транзисторов дестабилизирующих факторов (температу- соединены с выходом инвертирующего усиры и т,д.) те же факторы будут действовать лителя и являются входом управления регуи на устройство, приводя к изменению U 45 лируемого дифференциального таким образом, чтобы сопротивление РДРЭ резистивного элемента, причем вход инвер1,1, а значит, и сопротивления РДРЭ 1.2, „., тирующего усилителя соединен с выходом

1.N не изменялись. операцион ного усилителя, ин верти рующий

В предлагаемом устройстве обработка вход которого через второй источник тока сигнала осуществляется непрерывно {без 50 соединен с второй шиной питания, а неинэффектов дискретизации), чем и достигает- вертирующий вход операционного усилитеся повышение точности контроля сопротив- ля соединен с четвертым выводом ления РДРЭ за счет устранения регулируемого дифференциального резикоммутационных помех. стивного элемента, который через третий

Ф.ормула изобретения 55 согласованный источник тока соединен с

Устройстводля управления сопротивле- первой шиной питания, а через второй коннием регулируемого резистивного элемен- денсатор — с общей шиной, третьим вывота, содержащее регулируемый резистивный дом регулируемого дифференциального элемент, идентичный управляемому, источ- резистивного элемента и первым Быьодом ник опорного напряжения, первый конден- образцового резистора, второй вывод кото1659922

Составитель В.Степанкин

Редактор А.Лежнина Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н.Король

Заказ 1843 Тираж 437 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя и первым выводом первого источника тока, второй вывод которого соединен с первой шиной питания, причем инвертирующий вход 5 дифференциального усилителя соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя сое- динен с управляющим входом первого источника тока.