Устройство контроля и управления функциональной подгонкой резисторных сеток цифроаналоговых преобразователей

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОДГОНКОЙ РЕЗИСТОРНЫХ СЕТОК ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее первый коммутатор, аналоговые вхохцл которого соединены с входными клеммами устройства, цифровой вход - с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом блока управления подготочным инструментом, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены нуль-орган, индикатор, двухпозиционный переключатель, второй и третий коммутаторы, масштабный блок, блок добавочных резисторов, операционный усилитель,между инвертирующим входом и выходом которого включен образцовый резистор, выход операционного усилителя через нуль-орган соединен с входом блока управления и с первым входом двухпозиционного переключателя, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления подгоночным инструментом, а второй выход - г: входом индикатора, второй вход - с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к цифровому входу второго коммута В тора, выходы которого соединены с (Л входами масштабного блока, а аналоговый вход подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя и к первому выходу первого коммутатора , второй выход которого подключен к аналоговому входу третьего коммутатора, выходы которого через блок добавочных резисторов соединены с инвертирующим входом операционного усилителя, а цифровой вход - с пятым выходом блока управления. 05 4 4 СЛ СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D Н 03 К 13 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3471260/18-21 (22) 14.07.82 (46) 30 ° 12.83. Бюл. 9 48 (72) Г.С. Власов и С.Е. Лях (53) 681. 325(088. 8) (56) 1. Скрупски. Функциональная подгонка параметров компонентов в гибридных схемах. - Электроника, 1972, т. 45, 9 8 (377), с. 49.

2. Шлыков Г.П., Контроль кодоуправляемых делителей. — Измерения, контроль, автоматизация . 1979, 9 2 (18), с. 28 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОДГОНКОЙ

РЕЗИСТОРНЫХ СЕТОК ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее первый коммутатор, аналоговые входы которого соединены с входными клеммами устройства, цифровой вход - с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом блока управления подго .ночным инструментом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены нуль-орган, индикатор, двухпозиционный переключатель, второй и третий коммутаторы, масштабный блок, блок добавочных резисторов, операционный усилитель, между инвертирующим входом и выходом которого включен образцовый резистор, выход операционного усилителя через нуль-орган соединен с входом блока . управления и с первым входом двухпозиционного переключателя, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления подгоночным инструментом, а второй выход — с входом индикатора, второй вход — с третьим выходом блока унравления, четвертый выход которого подключен к цифровому входу второго коммута- о

Р тора, выходы которого соединены с входами масштабного блока, а аналоговый вход подключен к неинвертируюиему входу операционного усилителя и к первому выходу первого коммутатора, второй выход которого под- ф ключен к аналоговому входу третьего коммутатора, выходы которого через блок добавочных резисторов соединены с инвертирующим входом операционного усилителя, а цифровой вход — с пятым выходом блока управления.

1064455

Изобретение относится к контроль" но"измерительной технике и может быть использовано при функциональной подгонке реэисторных сеток цифроаналоговых преобразователей (ЦАП).

Известно устройство. функциональной подгонки, содержащее подгоняемый

ЦАП, магазин резисторов, измерительный прибор. Функциональная подгонка заключается в том, что резисторная сетка набирается из дискрет- 30 ных тонКопленочных резисторов, рассортированных с требуемой точностью, по значению номинала, выставленного магазином резисторов jlj .

Недостатком известного устройства 15 является невозможность функциональной подгонки резисторных сеток ЦАП, выполненных на одной подложке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство контроля и управления функциональной подгонкой резисторных сеток ЦАП, содержащее первый коммутатор, аналоговые входы которого соединены с входными клеммами устройства, цифровой вход — с первым выходом устройства управления, второй выход которого соединен с первым входом блока управления подгоночным инструментом (2) .

Однако данное устройство не позволяет осуществлять эффективную подгонку резисторных сеток, выполненных по структуре, отличной от структуры R 2 g (например, с двоичновзвешенными резисторами, двоичнодесятичных и т.п.). Происходит это потому, что образованный на каждом этапе подгонки элементарный делитель может иметь в одном из плеч, образованном разрядным резистором, 40 сопротивление, превышающее сопротивление другого плеча элементарного делителя, резисторы которого были подогнаны на предыдущих этапах.

При этом оказывается, что произво- 45 дить лазерную подгонКУ илй, например, подгонку струей абразива разрядного резистора нельзя, так как величина сопротивления его и так выше сопротивления плеча ранее подогнанной части.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля и управления функциональной подгонкой резисторных сеток цифроаналоговых преобразователей, содержащее первый коммутатор, аналоговые входы которого соединены с входными клеммами устройства, цифровой вход - с пер- 60 вым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом блока управления подгоночным инструментом, введены нульорган, индикатор, двухпозиционный переключатель, второй и третий коммутаторы, масштабный блок, блок добавочных резисторов, операционный усилитель, между инвертирующим входом и выходом которого включен образцовый резистор, выход операционного усилителя через нуль-орган соединен с входом блока управления и с первым входом двухпозиционного переключателя один выход которого соединен с вторым входом блока управления подгононным инструментом, а второй выход - с входом индикатора, второй вход - с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к цифровому входу второго коммутатора, выходы которого соединены с входами масштабного блока, а аналоговый вход подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя и к первому выходу первого коммутатора, второй выход которого подключен к аналоговому входу третьего коммутатора, выходы которого через блок добавочных резисторов соединены с инвертирующим входом операционного усилителя,а цифровой вход — с пятым выходом блока управления.

На фиг. 1 приведена схема устройства контроля и управления функциональной подгонкой резисторных сеток ЦАП; на фиг. 2 — реэисторная сетка, веса которой соответствуют двоичному коду1 на фнг. 3 — то же, веса которой соответствуют двоичнодесятичному коду 1-2-2-4.

Устройство контроля и управления функциональной подгонкой резисторных сеток ЦАП содержит первый коммутатор 1, аналоговые входы которого подключены к входным клеммам устройства, цифровой вход соединен с первым выходом блока 2 управления, второй выход которого соединен с первым входом блока 3 управления подгоночным инструментом, между инвертирующнм входом и выходом операционного усилителя 4 включен образцовый резистор 5, выход операционного усилителя 4 через нуль-орган б соединен с входом блока 2 управления и с первым входом двухпозиционного переключателя 7, один выход которого соединен с вторым входом блока 3 управления подгоночным инструментом, а второй выход — с входом индикатора 8, второй вход — с третьим вьй<одом блока 2 управления, четвертый выход которого подключен к цифровому входу второго коммутатора 9, выходы которого соединены с масштабным блоком, состоящим из резисторов

10.(g 10 п,а аналоговый вход подключен к неннвертирующему входу операционного усилителя 4 и к первому выходу первого коммутатора 1, второй выход которого подключен к ана1064455 логовому входу третьего коммутатора

11, выходы которого через блок добавочных резисторов 12,1-12 tl (R(g-Rp) соединены с инвертирующим входом операционного усилителя 4, а цифровой вход - с пятым выходом блока 2 управления. На фиг. 1 также показаны подгоняемая резистбрная сетка ,с резисторами 13.1-13.6 и клемма 14 для подключения источника эталонного напряжения. 10

На фиг. 2 представлей сформированный эталон 15 подгонки тетрады резисторной сетки двоичной.структуры, ограниченной резисторами связи с сопротивлениями Rсь1 кс8„ +4 t5

На фиг. 3 представлен сформированный эталон 15 подгонки тетрады резисторной сетки двоично-десятичной структуры, ограниченной резисторами связи с сопротивлениями R 8;

"се + °

Для осуществления работы устройства необходимо подключить выходы разрядных резисторов подстраиваемой резисторной сетки к соответствующим входным клеммам устройства, а на клемму 14 подать эталонное напряжение. Пусть сопротивление резисторов связи подгоняемой реэисторной сетки равно 7,5 R, что соответствует двоичному QAII с сеткой, представленной на фиг. 2 (при сопротивлении резисторов связи З,бй — двоично-десятичному ЦАП на фиг. 3).

Устройство работает следующим образом. 35

Подбирают эталон подгонки младшей разрядной секции. При этом блок

2 управления через коммутатор 1 подключает младший разряд - резистор 40

13.1 с сопротивлением Rq сетки к неинвертирующему входу усилителя 4, балластный резистор 13.5 с сопротивлением Й8 одновременно подключается к аналоговому входу коммутатора 45

11, а неинвертирующий вход усилителя

4 через коммутатор 9 — к одному иэ входов масштабного блока, например к резистору 10.1, сопротивление которого равно R Для подгонки резисторных сеток структур, изображенных на фнг. 2 и фиг. 3, номиналы резисторов масштабного блока достаточно выбрать: резистор 10.l=g, 10.2 =—

10.3= вЂ, 10.4 = †. После этого блок

2 управления подключает поочередно аналоговый вход коммутатора 11 к

его выходам, которые в свою очередь соединены с входами блока добавочных резисторов 12 ° 1-12. И с сопротивлением Rg,,...,Rg;,...,R ...R ... 60 причем номиналы резистороЪ бло,ка добавочных резисторов увеличиваются с определенной градацией.

Когда сработает нуль-орган б, то его сигнал, поступая на блок 2 управления, становится запрещающим для сигналов управления коммутатором 11,:. ав блоке 2 управления фиксируется но мер такта, на котором произошел останов. Этот номер определяет номинал добавочного резистора блока добавочных резисторов. Одновременно сигнал с нуль-органа б через двухпозиционный переключатель 7 поступает на индикатор 8, который фиксирует конец одного цикла поиска эталона 15 под-,:

; гонки.

Йайденный таким образом эталон 15 подгонки младшего разряда будет удовлетворять условию ь Rgj 1 т где сопротивление R резистора 13.1 должно быть подогнано по весу до со-, противления 8 R.

Второй цикл поиска эталона подгонки младшей тетрады начинается с подключения блоком 2 управления следующего разряда (резистора 13.2 с сопротивлением R2 сетки 13) к неинвертирующему входу усилителя 4, переключения коммутатором 9 неинвертирующего входа усилителя 4 на резис- . R тор.10> = — масштабного блока, в соответствии со следующим весом сетки (фиг. 2) резистор с сопротивлением

Р остается подключенным к входу коммутатора 11. . Затем блок 2 управления вновь поочередно подключает вход коммутатора 11 к блоку добавочных резисторов, начиная с резистора с сопротивлением Й г, до тех пор пека не сработает нуль-орган 6 и не выдаст на блок 2 управления сигнал останова переключения коммутатора 11. При этом в блоке 2 управления вновь фиксируется номер такта, на котором.произошел останов, т.е..на котором выполнилось соотношение э10 i 6 Rgk +2 R2 где сопротивление К2 резистора 13.2 должно быть подогнано по весу до сопротивления 4 R.

Следующие циклы поиска эталона младшей тетрады производятся аналогично, до выполнения соотношений

ЭИП-2 6 Rgj «4 РЭ

ЭТП-Э 5 RgC + 8 R4 .

Сопротивления Рд;,Rg„, RgI,Rg блока добавочных резисторов определяются номером такта ), k,f,с, на котором срабатывает нуль-орган 6.

После этого блок 2 управления подключает один из резисторов блока добавочных резисторов, сопротнвле1064455 ние которого соответствует максимальному из Rg,, „, Rg«R, и подсоединяет его к выводу резистора 13.5 резисторной сетки. Тем самым формируется эталон 15 подгонки всей младшей тетрады который можно выразить как ТН4 Б я пах ° относительно этого эталона производится подгонка разрядных резисторов всей тетрады. Если подгоняется двоично-десятичная сетка, соответствующая фиг. 3, то для выбора эталона подгонки ее тетрады, масштабный блок должен лишь три раза за четыре цикла поиска эталона подгонки изменять свой масштаб.

Эталон подгонки следующей тетрады организуется аналогично, однако при этом подогнанная ранее тетрада при помощи коммутатора 1 образует эквивалентное сопротивление ! зк R llR ll q И R, После подгонки разрядных резисторов

25 тетрады следует подогнать i -й резистор связи. При этом блок 2 управления переключает аналоговый вход коммутатора 11 с входа " блока добавоч30 ных резисторов, на тот вход блока добавочных резисторов, где отключен добавочный резистор с сопротивлением

Ц,, при помощи которого был образован эталон подгонки тетрады. Затем подгоняют (увеличивают сопротивление) резистор с сопротивлением се, на величину добавочного сопротивления Rg

Балластный резистор 13.5 сетки в подавляющем большинстве случаев не требует подгонки, так как его влияние на подогнанную сетку сравнительно несущественно.

Блок 3 управления подгоночным инструментом должен останавливать работу инструмента подгонки при переходе выходным напряжением усилителя. 4 через нулевую границу: при подгонке разрядных резисторов тетрады из положительной эоны в отрицательную, и наоборот, при подгонке резисторов связи.

Технико-экономический эффект изобретения состоит в том, что устройство позволяет непрерывным циклом осуществлять поразрядную подгонку резисторных сеток различных цепочных структур, отличных от сеток типа R - 2R, что существенно расширяет его функциональные, возможности.

1064455

Усй Ф//7,И

Ф д /

fcbi 1/5 6/

Составитель В. Першиков

ТехредЛ.Микеш Корректор A. Зимокосов

Редактор A. Руднева

Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10360/58

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4