Устройство контроля сопротивления резистивного элемента

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в области аналотовых интегральных фильтров. Цель изобретения - повышение точности достигаетсявведениемрегулируемого дифференциального резистивного элемента (РДРЭ), операционного усилителя с дифференциальным входом и балансным выходом, источника опорного напряжения с балансными выходом и дифференциального эквивалента резистора, выполненного на первом и втором коммутируемых конденсаторах . Устройство также содержит устройство выборки-хранения, трехфазный генератор тактовых импульсов и первый и второй интегрирующие конденсаторы. Принцип работы устройства основан на выравнивании сопротивлений коммутируемого кочденсатора и РДРЭ. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I ) ) 1700744 А1

ГОСУДАР СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р» (» сти (21) 4605953/25 (22) 15.11,88 (46) 23.12,91. Бюл, ¹ 47 (71) Московский инженерно-физический институт (72) А.M. Кузюкин (53) 543.247(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1425810, кл. Н 03 G 3/30, 1987.

Патент США ¹ 4484089, кл. 307/297, кл,Н 03 К 3/30, 1984. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМОГО РЕЗИСТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в области анаИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в области аналоговых интегральных фильтров, Цель изобретения — повышение точноНа фиг. 1 представлена функциональная схема устройства вместе с элементами (интеграторами) аналогового интегрального

MOSFET — С фильтра; на фиг. 2 — представлены диаграммы трех фаз управляющего тактового сигнала.

Устройство {см. фиг. 1) содержит регулируемый дифференциальный резистивный элемент 1, выполненный на первом 2.1, втором 2,2, третьем 2.3 и четвертом 2.4 МДПтранзисторах, с индуцированным п-каналом, дифференциальный. эквивалент резистора 3, выполненный на первом 4.1 и втором 4.2 коммутируемых конденсаторах, первом 5, втором 6. третьем 7, четвертом 8, пятом 9, шестом 10, седьмом 11 и восьмом (я)л Н 03 К 3/013, Н 03 G 3/30 логовых интегральных фильтров. Цель изобретения — повышение точности достигается введением регулируемого дифференциального резистивного элемента (РДРЭ), операционного усилителя с дифференциальным входом и баланснь»м выходом, источника опорного напряжения с балансными выходом и дифференциального эквивалента резистора, выполненного на первом и втором коммутируемых конденсаторах. Устройство также содержит устройство выборки-хранения, трехфазный генератор тактовых импульсов и первый л второй интегрирующие конденсаторы.

Принцип работы устройства основан на Bbl равниванил сопротивлений коммутируел1ого кснденсатора и РДРЗ. 2 ил.

12 ключах, дифференциальный усилитель заряда № 13, выполненный на операционном усилителе с дифференциальным входом и балансным выходом 14, в цепь отрицательной обратной связл которого включе»первый интегрирую ций конденсатор 15.1, а в цепь противофазной отрицательной обратной связи включен второй интегрирующий конденсатор 15.2, трехфазный генератор тактовых импульсов 16. источникопорного напряжения 17 с двумя балансными выходами, УВХ 18, выполненное на девятом ключе 19 и конденса-оре 20. Причем положительный выход источника опорного напряжения 17 через параллельно объединенные пары выводов дифференциального регулируемого резистивного элемента 1.1 и дифференциального 3KSивален Tà резистора

3 соединен с входом дифференциального заряда 13, а отрицательный выход источника опорного напряжения 17 через парал1700744 ния, затворы второго 2.2 и третьего 2,3 30

i лельно обьединенные противофазные пары выводов дифференциального регулируемога резистивного элемента 1.1 и дифференциального эквивалента резистора 3 соединен с противафазным входом дифференциального усилителя заряда 13, выход которого соединен с входом УВХ 18, которым является первый вывод девятого ключа

19, второй вывод которого через конденсатор 20 соединен с общей шиной и является выходом УВХ 18, который соединен с входом управления дифференциального регулируемого резистивного элемента 1.1 и является выходпм устройства. Причем сток и исток первого 2.1 ЫДП-транзистора соединены соответственно со стоком второго

2.2 МДП-транзлстора и стоком третьего 2.3

МДП-транзистора и являются парой выводов регулируемого дифференциального резистивнаго элемента 1,1, исток и сток четвертого 2,4 МДП-транзистора соединены соответственно с истоком третьего 2,3

МДП-транзистора и истоком второго МДПтранзистора и являются противофазной парой выводов регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1, подложки первого 2.1, второго 2.2, третьего 2.3, и четвертого МДП-транзистора соединены с отрицательной шиной питаМДП-транзистора объединены и являются входом управления регулируемого дифференциального резистивного элемента 1,1, Кроме того, первые выводы первого и четвертога 5 и 8 ключей являются парой Bbl80дов дифференциального эквивалента резистора 3Ä а их вторые выводы через первый коммутируемый конденсатор 4,1 объединены и соответственно через второй 6 и трегий 7 ключи саединень. с об.цей шиной, первые выводы пятого и восьмого 9 и 12 ключей язляются противофазной парой выводов дифференциального эквивалента резистара 3, а их вторые выводы через второй коммутируемый конденсатор 4.2 объединены и соответственно через шестой 10 и седьмой 11 ключи соединены с общей шиной. Первая фаза трехфазного генератора тактовых импульсов 16 подключена к входу управления первого 5, пятого 9, третьего 7 и седьмого 11 ключей, вторая фаза подключена к входам управления второго 6, четвертого 8, шестого 10 и восьмого 12 ключей, а третья фаза подключена к входу управления девятого ключа 19, На фиг. 1 также показан аналоговый фильтр 21, выполненный на втором, третьем, „... N-м дифференциальных регулируемых резистивных элементах 1.2, 1.3„, 1,N, согласованных с первым регулируемым дифференциальным резистивным

25 элементом 1.1, вход управления которых подключен к выходу YBX 18, третий, четвертый, ..., М-й конденсатор 4.3, 4,4,..., 4.М, согласованные с первым 4,1 и вторым, 4.2 коммутируемыми конденсаторами, Устройство (см. фиг, 1) работает следующим образом.

Работа устройства основана на известном принципе выравнивания сопротивлений коммутируемого конденсатора (КК) и управляемого резистора, Так сопротивление КК равно (СИт), где CR — емкость КК, fr — частота коммутации КК, то приравнивая его к сопротивлению управляемого резистора R, получим (CRfg) =R, или RC2=1/fT (1)

Из выражения (1) видно, что постоянная времени RCz оказывается равной периоду тактовой частоты, с которой коммутируется

КК. Так как тактовую частоту можно вырабатывать эталонным генератором тактовых импульсов (например, кварцевым генератором), то погрешность абсолютного значения постоянной времени ЯСк определяется погрешностью установки частоты эталонного генератора тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом, Так напряжение на выходах источника опорного напряжения 17 не равно нулю, то через регулируемый дифференциальный резистивный элемент 1.1 и дифференциальный эквивалент резистора 3 начинают течь токи. При этом сигнал с выхода источника опорного напряжения 17 проходит на вход усилителя 13 через регулируемый дифференциальный резистивный элемент 1.1 B противофазе с сигналом, проходящим через дифференциальный эквивалент резистора

3, что обеспечивается надлежащим выбором фазировки коммутации первого„.„ восьмога ключей 5...., 12. По этой причине, если сопротивление.регулируемога дифференциального резистивного элемента 1.1 Я меньше сопротивления дифференциального резистора 3, равного (CRf ), где CR— емкость первого 4.1 и второго 4,2 коммутируемых конденсаторов, fT — частота коммутации, то напряжение на входе УВХ 18 увеличивается. В момент третьей фазы замыкается девятый ключ 19 и напряжение с выхода УВХ 18 подается на вход управления дифференциального регулируемого резистивного элемента 1,1, что согласно выражению приводит к увеличени,а ега сопротивления R. Процесс повторяется да тех пор, пока на выходе УВХ 18 не установится напряжение Vñ такое, что сопротивление R и (CR fT равны. Если на одной полупроводниковой подложке предлагае1700744 мым устройством разместить аналоговый интегральный MOSFEN-С фильтр 21, параметры регулируемых дифференциальны ; резистивных элементов 1.2,..., 1,N которых согласованы (с масштабированием или без него) с параметрами первого регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1, на вход уп равления которых подается сигнал управления Vc с выхода устройс-.в";=, а емкости конденсаторов 4.3, ...., 4.М. согласованы (с масштабированием или беэ него) с емкостями одинаковых первого 4." и второго 4,2 коммутируемых конденсаторов, то абсолютные значения параметров Все!.0 фильтра 21 контролируются значением тактовой частоты fT генератора тактовых импульсов 16 (точно также, как ВТо осуществляется и в устройстве прототипе), При воздействии на фильтр 21 ра.,-ичн >х дестабилизирующих факторов (температуры и т,д.) те же факторы действуют l на предлагаемое устройство, приводя к >лзменению V«им образом, чтобы сохранялось выражение (1).

Формула изобретения

Устройство контроля сопротивления регулируемого резистивного элемента, содержащее регулируемый резистивный эл8. 8! Т, выполненный -Ia первом МДП-транзисторе., эквивалент резистора, выполненный на первом коммутируемом конденсаторе, усилитель заряда, выполненный на Onepaq!0>Iном усилителе, в цепь отрицательной обратной связи которого включен первый интегрирующий конденсатор, трехфазный генератор тактовых импульсов, устройство выборки-хранения и источник опорного напряжения,выход которого через параллельно объединенные пары вь.:.Яодов регулируемого резистивного элемента и эквивалента резистора подключен к входу усилителя заряда, выход которого подключен к входу устройства выборки-хранения, выход которого соединен с входом управления регулируемого резистивного элемента и является выходом устройства, причем первая и вторая фазы генератора тактов»!х импульсов соединены с соответствующими входами управления частотой коммутации эквивалента резистора, а третья фаза r8нерятора тяKTOBых импульсов подключен I к входу управления вь>боркой устройства вы5 борки-хранения. о т л и ч Я ю щ е 8 с я тем, что, с целью повышения точности, регулиру8MbIA резистивный элемент является диффер> „-нциальнь»м; . Снабжен Гторь>м, тетьим и ч"= :. BBpTbtvi Ч <> .-Гря>-зистбрями ОднОГО ти10 па грово.- 1мост .. -.:B-OBûì Ь,,Г П-транзистаpox, причем, (и".To«,I и исток (сток) первого >1ДП-тг Янзистора соединены соотB8;cTB8t-II-IO 0 С-OKO (и",KO! ) втооого ЯДП-TOFi ;-,ЭИСTC> !1 CTOKOM,ИСТ 3KO . Tp8Tb15 его >У>,ц>- ранзи - Ора и являются парой ьыводов p8ã÷ët ðó":.мог0 дифференциального резистивного элемента, исток (",.Ток) и сток (исток Ie"вертс."... Ы)1П-транзистора соеди. 8Н.> СООТВЕтетВЕННО С 1CTOKOI4 (СТОКОМ)

20 третьего МДП-т- янзисторя и:,стокам (стоком) в,орого VI,ЛП-транзистора и явля>отся

:->РОТИВОфаЗНОй ПаРОй Bt:.ВОДОВ РЕГУЛИРУЕмого дифференциального резистивного элеМЯНТЯ, ПОДЛОЖКИ li8PBOI 0., BTOPO(" ТО8ТЬЕГО

25 и 8.>эертого МДП-транзистора соединечы с первой шиной питания, затворы перього и четвертого МДП-ipBI-týèñòopOB соединены с второй Lvvt!OÉ питяния, затвор =! BTGpol O u

t t;,i=-: ьего МДП-трачзистооов объединены и

30 являются входом управления регул>иоуемого at фференцигльного резистивного элемента, кроме того, эквивалент резистооя является дифференциальным и допслнен

ВТОРЫМ КОММУТИРУЯМЫМ КОНД8НСЯТГ>РОМ, 35 усилитель заряда является дифференциаг>ьНЬП И ВЫПОЛНЕН На ОПЯРаЦИОННОМ УСИЛИТЕл е с q.! ô ô;. р 8 t v t1 B ë ü H û ì входом

ОЭЛЯИСНЫМ ЗЫХОДОМ, B ПРОТИВОфазНУ>0 ЦЕПЬ.

Отрицательной обратной связи которого

40 вкл.очен второй >н егриру.ощий конденсатОр- opè этОм истОчниK ОпОрного наГ1 ряжения и>.,еет балансный выход, «оторый грез паралле". ьно обьединен н ые против офазн ые паре! выводов регу;,ис .емого дифференци45 ЯЛЬНОГО ОЕЗИСТИГ:ч>0>О an8!18!ITB И диффЕоенциального эквивалента рсзистора

С08ДИНЯН С ПРОТИВОфЯЗНЫМ 6ХОДОМ УСИЛ»1те" ля 3i:ряда, 1700744

1700744 1

Состав:я аль И,Ссколов

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Т.Шагова

Заказ 4477 TNp8)K Годлисное

ВНИИПИ Государс. венного ком:"тета го изобретениям и открытиям при ГКНТ СС Р

113035,Москва,Ж-35, Раушская наб„ 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород, ул Гагарина, 101