Двухполярный цифроаналоговый преобразователь

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, к устройствам преобразования цифровой информации в аналоговую. Введение в преобразователь формирователя корректирзтощего сигнала позволяет повысить точность цифроаналогового преобразования путем исключения влияния базовьк токов транзисторов формирователя опорного сигнала и источника тока смещения на формирование тока знакового разряда, независимо от соотношения тока знакового разряда и тока датчика опорного тока. Кроме того, выполнение источника опорного напряжения на стабилитроне, резисторе и транзисторе с включением последнего в цепь обратной связи операционного усилителя, задающего управляющие потенциалы датчиков разрядных токов и датчика опорного тока , обеспечивает стабильное опорное напряжение, что также способствует повышению точности преобразования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. о: с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЩ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 Н 03 M 1/66

ВСЕГО Н}361%

13,",„,13, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬМЪЛИОТЫА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1067599 (21) 4125673/24-24 (22) 30. 09. 86 (46) 15.04.88. Бюл. 9 14 (72) И.Н. Довгий, Г.А. Солодимова, Ю. В. Полубабкин и А.А. Солодимов (53) 621. 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1067599, кл. Н 03 М 1/66, 1982. (54) ДВУХПОЛЯРНЫЙ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике, к устройствам преобразования цифровой информации в аналоговую. Введение в преобразователь формирователя корректирую щего сигнала позволяет повысить точность цифроаналогового преобраÄÄSUÄÄ 1388991 A 2 зования путем исключения влияния базовых токов транзисторов формирователя опорного сигнала и источника тока смещения на формирование тока знакового разряда, независимо от соотношения тока знакового разряда и тока датчика опорного тока. Кроме того, выполнение источника опорного напряжения на стабилитроне, резисторе и транзисторе с включением последнего в цепь обратной связи операционного усилителя, задающего управляющие потенциалы датчиков разрядных токов и датчика опорного тока, обеспечивает стабильное опорное напряжение, что также способствует д повышению точности преобразования.

2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1388991

Изобретение относится к электроизмерительной технике, к устройствам преобразования цифровой информации в аналоговую и является дополнительным к авт.св. Р 1067599.

Цель изобретения — повышение точНости преобразования.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Преобразователь содержит сумматор

1, коммутатор 2, источник 3 тока смеения, формирователь 4 опорного сигнала, формирователь 5 корректирующего с гнала, блок 6 опорных источников тока, источник 7 опорного напряжения, д нод 8, транзистор 9, входную шину 10 и выходную шину 11.

Формирователь корректирующего сигнала содержит m идентичных корректирующих цепей 12, а блок 6 опорных источников тока содержит кроме источника 7 опорного напряжения операционный усилитель 13, датчик 14 опорного тока и и датчиков 15 разрядных токов, цепь

12-транзистор 16, токоэадающий резис-» тс>р 17, источник 7- резистор l8, транзистор 19, стабилитрон 20.

Преобразователь работает следующим образом.

Усилитель 13 задает управляющий потенциал на базы транзисторов датчикс в 15 разрядных токов и датчика 14

aroðHoão тока. Ток датчика 14 с помс цью усилителя 13 поддерживается р вным току формирователя 4 опорного сьгнала.

Формирователь 5 корректирующего си гнала и источник 3 тска смещения

1 служат для создания тока знакового

40 разряда I>< . !

Разрядные токи Ip„, I q,, сформированные в блоке 6, и ток знако ого разряда I „в соответствии со э н аче нием в ходно го к ода. на шине 1 О, поступающего на управляющие входы коммутатора 2, подключаются к входам сумматора 1, выход которого является шиной 11 преобразователя.

В известном устройстве необходимым условием точного преобразования кода 50 в напряжение является равенство тока датчика 14 и тока знакового разряда (Iq = Тьп ), иначе на формирование тока 1 „ оказывают влияние базовые токи транзисторов формирователя 4 и источ- 55 ников 3. Однако из-за жестких требований к мощности рассеивания транзисторов, ограничения площади подложки преобразователя ток датчика тока Iy в большинстве случаев задают меньше тока старшего разряда Ip, в 2,4,8,...,1 раз. Поэтому при изготовлении преобразователя или его узлов в интегральном исполнении для обеспечения точного преобразования необходимо, чтобы ток знакового разряда I 11 Это условие реализуется в преобразователе с помощью формирователя 5, состоящего из

m корректирующих цепей 12, где m=(1-1).

Выходной ток формирователя 5 в этом случае определяется суммой выходных токов каждой цепи Х = 2 Isa = ь=1

= m ° Ikc = m(I+ — ISк ), где I,„è

1 Р— соответственно эмиттерный и базовый токи транзистора 16 каждой корректирующей цепи. Ток смещения I,„

=I ь, — Igg =Е,к + Х, » + Ip + mIg„I8g = I эъ,+ 13$ — 189 + mIk °

При равенстве номиналов резисторов источника 3, формирователей 4,5 и равенстве падений напряжения на них, а также при наличии идентичных транзисторов указанных блоков и транзистора

9 выполняются следующие равенства:

Хзк Тэ» Тэь I. э (1)

Ig» = ЕЯ = IFк = 13, (2)

Учитывая выражения (1) и (2), получаем ток корректирующего сигнала

1, с я — m(I g Тд „) — (о 4 ) ток смещения I, = I + mIe. Тогда ток знаково o разряда Iьн = Хq +

+ I«z =I, + mIp + m(I, — ХЮ ) Х + mIo +ш?» - mIg I (m+ 1) 1То 1 Icj °

Таким образом, независимо от соотношения токов I g и Хз„базовые токи транзисторов не влияют на ток знакового разряда, что повьппает точность преобразования.

Выполнение источника 7 опорного напряжения на стабилитроне 20, транзисторе 19 и резисторе 18 с подключением входа источника к выходу операционного усилителя 13 блока 6 позволяет существенно повысить стабиль- ность опорного напряжения. Усилитель

13, охваченный отрицательной обратной связью по току, поддерживает стабильным ток транзистора 19 источн жа 7, что обеспечивает стабильное опорное напряжение, задаваемое стабилитроном

20, и способствует повышению точности преобразования.

1388991

Формула и з о б р е т е н и я

1. Двухполярный цифроаналоговый преобразователь по авт. св. У 1067599, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен формирователь корректирукщего сигнала, вход которого соединен с первым выходом формирователя опорного °

10 сигнала, а выход соединен с дополнительным входом коммутатора.

2. Преобразователь по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что формирователь15 корректируницего сигнала выполнен на

m идентичных корректирующих цепях, где m .= 1-1, 1 = I3„ /I>, I „- ток знакового разряда, Š— опорный ток, причем .каждая из корректирующих це- 20 пей выполнена на транзисторе и токозадающем резисторе, первьгй вывод которого соединен с эмиттером транзистора, вторые выводы токазадающих резисторов всех корректирующих цепей объединены и подключены к шине напряжения питания положительной полярности, базы транзисторов всех корректирующих .цепей объединены и являются входом формирователя, а их коллекторы объе- 30 динены и являются выходом формирователя.

3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок опорных источников тока выполнен на опе, рационном усилителе, датчике опорного тока, п датчиках разрядных токов и источнике опорного напряжения, выполненном на резисторе, транзисторе и стабилитроне, катод которого подключен к шине напряжения питания положительной полярности, а анод объединен с коллектором транзистора и подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого является входом блока, а выход .подключен к базе транзистора и к первым входам датчиков разрядных токов и датчика опорного тока, выход которого является первым выходом блока, а второй вход подключен к шине напряжения питания отрицательной полярности и объединен с вторыми входами датчиков разрядных токов и с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером транзистора, вьгходы датчиков разрядных токов являются вторыми выходами блока.