Цифроаналоговый преобразователь

 

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для преобразования двоичного кода в биполярное напряжение и может быть использовано для связи цифровых устройств с аналоговыми. Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении диапазона выходного напряжения и быстродействия. Цифроаналоговьш преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, блок 2 источников разрядных токов, блок 3 переключателей разрядных токов, первый и второй транзисторы 4, 5 п-р-п-типа, элемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6, генератор 7 опорных токов, три источника 8, 9, 10 напряжения, пять токоограничиваю П / с (Л оэ С5 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 Н 03 M 1/66 () ч Л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4090288/24-24 (22) 18.07.86 (46) 23.12.87. Бюл. Р 47 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза

Устинова Д.Ф. (72) С.M.Åðøîâ (53) 681 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 828398, кл. Н 03 M 1/66, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1184096, кл. Н 03 M 1/66, 1985. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для

ÄÄSUÄÄ 1361719 А1 преобразования двоичного кода в биполярное напряжение и может быть использовано для связи цифровых устройств с аналоговыми. Цель изобретения — упрощение устройства при сохранении диапазона выходного напряжения и быстродействия. Цифроаналоговый преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, блок 2 источников разрядных токов, блок 3 переключателей разрядных токов, первый и второй транзисторы 4, 5 п-р-п-типа, элемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6, генератор

7 опорных токов, три источника 8, 9, 10 напряжения, пять токоограничиваю1361719 щих элементов 11-15. Элемент ТОКОВОЕ

ЗЕРКАЛО 6 выполнен на трех транзисторах 16-18 р-и-р-типа и трех резисторах 19-21. Генератор 7 опорных токов выполнен на трех транзисторах 2224 п-р-п-типа, двух резисторах 25, 26 и потенциометре 27 ° Увеличение напряжений питания элемента ТОКОВОЕ

ЗЕРКАЛО 6 до +15 В обеспечивает диаИзобретение относится к вычислительной технике, предназначено для преобразования двоичного кода в биполярное напряжение и может быть использовано для связи цифровых устройств с аналоговыми.

Цель изобретения — упрощение устройства .при сохранении диапазона выходного напряжения и быстродействия.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Цифроаналоговый преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, блок 2 источников разрядных токов, блок 3 переключателей разрядных токов, первый и второй транзисторы 4 и 5 и-р-и-типа, элемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6, генератор 7 опорных токов, три источника 8-10 напряжения, пять токоограничивающих элементов 1115, причем элемент ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 выполнен на трех транзисторах 16-18 р-п-р типа и трех резисторах 19-21, а генератор 7 опорных токов выполнен на трех транзисторах 22-24 и-р-и типа, двух резисторах 25 и 26 и потенциометре 27.

Преобразователь работает следующим образом.

За исходное состояние удобно принять случай, когда на входной шине действует код 100...0, так как устройство преобразует в биполярное напряжение смещенный код. При коде

100.. ° 0 ток первого выхода блока 3 переключателей токов отличается от тока второго выхода на эквивалент младшего разряда. Потенциометром 27 обеспечивается балансировка выходных токов генератора 7 опорных токов так, пазов выходного напряжения до +10 В.

Время установления устройства сохраняется практически неизменным, так как первый и второй транзисторы, а также транзисторы элемента ТОКОВОЕ

ЗЕРКАЛО 6 включены по схеме "общая база", что обеспечивает высокое быстродействие. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. что коллекторные токи транзисторов

22 и 23 равны между собой, а их сумма равна току транзистора 24. При этом

° обеспечивается равенство в исходном состоянии коллекторных токов транзис торов 4 и 5. Коэффициент передачи по току элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 при согласованных параметрах транзисторов

16-18 зависит от сопротивления резис10 торов 11, 19-21. При равенстве сопротивления резистора 21 и 11 коллекторный ток транзистора 18 равен току транзистора 16, так как ток второго транзистора 5 протекает по параллель1 но включенным резисторам 11 и 21. Определенным выбором сопротивления резистора 12 устанавливается нулевой уровень на выходной шине устройства при входном коде 100...0.

20 Статический режим транзисторов 22 и 23 (соответственно и транзистора

24) устанавливается таким, что транзистор 18 элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 работает в режиме линейного усиления при изменении входного кода от нулевого до единичного. При таком режиме транзистора 18 выходные токи генератора 7 опорных токов не менее, чем в два раза должны превышать ток старЗ шего разряда преобразуемого кода. Например, при токе старшего разряда

10 мА коллекторные токи транзисторов

22 и 23 составляют 20-25 мА, а ток транзистора 18 в исходном состоянии

3Б составит 30-35 мА.

При увеличении преобразуемого кода от значения 100...0 и приближении его к значению 111... 1 растет ток рр на первом выходе блока 3 переключателей разрядных токов и уменьшается

1361719 на ту же величину ток на втором выходе блока 3 (данные в таблице, составленной для восьмиразрядного цифроаналогового преобразователя). При укаэанных изменениях токов на первом и втором выходах блока 3 увеличивается коллекторный ток транзистора 18 элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6, причем увеличению на Д I тока на первом вы- 10 ходе блока 3 соответствует увеличение тока транзистора 18 на ЗДТ.

При достижении входным кодом единичного значения 111...1 напряжение на выходе устройства достигает верх- 15 ней положительной границы диапазона, при этом ток на первом выходе блока

3 равняется сумме токов блока 2 источников разрядных токов, а ток на втором выходе блока 3 равен нулю. 20

Уменьшение входного кода от значения 1000...0 сопровождается уменьшением тока на первом выходе и увеличением тока на втором выходе блока 3 переключателей разрядных токов. При этом уменьшается ток транзистора 18 и напряжение на выходе устройства принимает отрицательное значение. При коде 000...0 напряжение на выходе устройства достигает нижней отрица- 30 тельной границы диапазона. Режим транзисторов генератора 7 опорных токов задается резисторами 13-15, 25 и 26, а величины токов блока 2 источников разрядных токов задаются ис- точником 1 опорного напряжения.

В предлагаемом устройстве, реализованном на микросхемах К 1118ПА1, 125НТ1 и КТС622, при питании элемента

ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 от источников +6 40

-5,2 В и питания генератора 7 опорных v токов от источников -12 В обеспечивается диапазон выходного сигнала устройства +3,5 В. Увеличение напряжения питания элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО 6 4> до +12-15 В обеспечивает диапазон выходного напряжения +10 В. Время установления устройства сохраняется практически неизменным, так как первый и второй транзисторы 4 и 5, а также транзисторы элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО

6 включены по схеме "общая база", что обеспечивает высокое быстродействие устройства.

Формула изобретения

1. Цифроаналоговый преобразователь, содержащий блок источников разрядных токов, вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выходы подключены к соответствующим информационным входам переключателей разрядных токов, управляющие входы которых являются входной шиной, первый и второй выходы подключены к эмиттерам соответственно первого и второго транзисторов п-р-п-типа, базы которых объединены, а коллектор первого транзистора соединен с управляющим входом элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО, вход питания которого подключен к первому выводу первого источника напряжения, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, второй источник напряжения, первый вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, а второй вывод подключен к последовательно соединенным первому и второму токоограничивающим элементам, выполненным на резисторах, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения при сохранении диапазона выходного напряжения и быстродействия, в него введены третий, четвертый токоограничивающие элементы, выполненные на резисторах, генератор опорных токов, выполненный на третьем, четвертом и пятом транзисторах и-р-птипа, потенциометре, пятом, шестом и седьмом резисторах, и третий источник напряжения, первый вывод которого подключен к базе первого транзистора и соединен с шиной нулевого потенциала, а второй вывод через четвертый резистор соединен к выходу элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО и является выходной шиной, первый вывод третьего резистора подключен к первому выводу первого источника напряжения, а второй вывод — к дополнительному входу элемента ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО и к коллектору второго транзистора, коллекторы третьего и четвертого транзисторов соединены с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов, базы третьего и четвертого транзисторов объединены и подключены к точке соединения первого и второго резисторов, второй вывод второго резистора соединен с шиной нулевого потенциала, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены соответственно с первым и вторым выводами потенциометра, подвижный контакт которого соединен с коллектором пятого транзистора, эмиттер которого соединен с ба1361719

Преобразуемый код

Выходные токи блока 3, нормированные к току младшего разряда

Изменение тока выходного транзистора 17 элемента 6 относительно исходного состояния первый второй

Iì„ç„

I мьр (2

11111111

11111110

255

254

10000001

10000000.

01111111

126

127

128

127

-3 Т

-3 I (2 -1) мзр

Т мзр2

254

00000001

00000000

255

Составитель Н.Капитанов

Техред И.Попович Корректор И.Муска

Редактор Е.Папп

Заказ 6304/57 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r„ Ужгород, ул. Проектная, 4 зой через последовательно соединенные шестой и седьмой резисторы, точка соединения которых подключена к второму выводу второго источника напряжения, база пятого транзистора через пятый резистор подключена к шине нулевого потенциала.

2. Преобразователь по н.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что элемент . ТОКОВОЕ ЗЕРКАЛО выполнен на шестом, седьмом и восьмом транзисторах р-и-р-типа и восьмом, девятом и десятом резисторах, первые выводы которых объединены и являюгся входом питания элемента, второй вывод восьмого резистора соединен с эмиттером шестого транзистора, базы шестого и седьмого транзисторов объединены и подключены к второму выводу девятого резистора и к эмиттеру восьмого транзистора, коллектор которого соединен с шиной нулевого потенциала, а база подключена к коллектору шестого транзистора и является управляющим входом элемента, коллектор седьмого транзистора является выходом элемента, эмиттер, седьмого транзистора соединен с вторым выводом десятого резистора и является дополнительным входом элемента. !