Цифро-аналоговый преобразователь

 

ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт.св. № 600720, отличающийся тем, что, с целыр повышения стабильности его работы с одновременным повышением быстродействия , в него введены конденсатор , первый и второй аналоговые клю41 ... , чи, усилитель с резистором обратной связи, блок управления, вход которого соединен с шиной тактовых импульсов , выход - с входами управления первого и второго аналоговых ключей, выход первого аналогового ключа соединен с потенциальной обкладкой конденсатора и входом усилителя с резистором обратной связи, выход которого соединен с аналоговым входом второго аналогового ключа , выход которого соединен, с входом операционного усилителя постоянного тока, вьтод которого соединен с аналоговым входом первого аналогового i ключа. (Л

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (50 4 Н 03 К 13/02 (61) 600720 (21) 3567065/24-21 (22) 22.03.83 (46) 23.12.85. Бюл. М- 47 (72) П.В. Кокушков и Н.Г. Игнатюк (53) 621.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 600720, кл. Н 03 К 13/02, 1974. (54)(57) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт.св. Р 600720, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности его работы с одновременным повышением быстродействия,. в него введены конденсатор, первый и второй аналоговые ключи, усилитель с резистором обратной связи, блок управления, вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, выход — с входами управления первого и второго аналоговых ключей, выход первого аналогового ключа соединен с потенциальной об- кладкой конденсатора и входом усилителя с резистором обратной связи, выход которого соединен с аналоговым входом второго аналогового ключа, выход которого соединен, с входом операционного усилителя постоянного тока, выход которого соединен с аналоговым входом первого аналогового ключа, 1200402

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в измерительных устройствах и является усовершенствованием авт.св. Ф 600720.

Целью изобретения является повышение стабильности Ьго работы с одновременным повЬппением быстродейств ия.

На фиг. 1 приведйну структурная схема устройства; на Qr. 2 — пример:.выполнения 0дфвого аналогового,„Ы -." ключа; на„фиг . 3.- эпюры, поясняющие рабусу устройства.

Устройство содержит выходной операционный усилитель 1 постоянного тока с резистором 2 в цепи обратной связи, набор 3 резисторов, подключенных одним зажимом к шине 4 источника опорного напряжения, а другим через диодные ключи 5 — к . входу выходного операционного усилителя 1, причем другие зажимы диодных ключей 5 подключены к входным шинам преобразователя, выкод операционного усилителя 1 через резистор 6 соединен с шиной 4 источника опорного напряжения, конденсатор 7, первый и второй аналоговые ключи 8 и 9, усилитель 10 с резистором обратной связи, выполненный на повторителе ll, усилителе 12 и резисторе 13, блок 14 управления, вход которого соединен с шиной 15 тактовых импульсов, выход — с входами управления первого и второго аналоговых

1 ключей 8 и 9, выход первого аналогового ключа соединен с потенциальной обкладкой конденсатора 7 и входом усилителя 10 с резистором обратной связи, выход которого соединен с аналоговым входом второго аналогового ключа 9, выход которого соединен с входом операционного усилителя 1 постоянного тока, выход которого соединен с аналоговым входом первого аналогового ключа 8.

Первый аналоговый ключ 8 выполнен с разделенной цепью управления на транзисторах 16 и 17, трансформаторе 18, резисторе 19 ° конденсаторе 20, элементе НЕ 21. Блок 14 управления содержит последовательно включенные элемент задержки, элемент И и линию задержки, второй вход элемента И соединен с входом блока управления.,В качестве второго анас

5 !

О

45 логового ключа 9 может быть использована микросхема 590КН2.

Устройство работает следующим образом.

Последовательный цифровой код поступает на входы диодных ключей 5 (фиг. 1), которые коммутируют ток от источника опорного напряжения через набор 3 резисторов на вход операционного усилителя 1 с обратной связью, причем резисторы имеют номиналы R, 2R, 4R,..., 2 R. При формировании ступенчатого линейно меняющегося напряжения код на входах диодных ключей 5 с каждым переключением меняется на единицу. В результате этого на входе усилителя 1 ток меняется на величину, равную младшему разряду. На выходе операционноro усилителя 1 появляется ступенчатое напряжение (фиг. Зл), которое помимо единичных ступенек содержит . значительные выбросы, вызванные как . паразитными параметрами диодных ключей, так и неодновременностью пере ключения и различной длительностью фронта и среза импульсов управления разных разрядов .импульсов последовательного цифрового кода. При включении старшего разряда все остальные, начиная с первого младшего, выключаются. Поскольку время включения старстаршего разряда отличается от времени остальных разрядов, форма напряжения искажается, что проявляется в виде выбросов того или иного направления (фиг. Зл). Последовательность тактовых импульсов (фиг. 3 3), равная частоте переклю чения цифрового кода, поступает на вход блока 14 управления. Блок 14 управления содержит последовательно включенные элемент задержки, элемент И и линию задержки, второй вход элемента И соединен с входом блока управления, осуществляет формирование сигнала управления аналоговыми ключами и выполнен на микросхемах серии.133, а элементами задержки,являются интегрирующие цепочки RC-типа. Задержка тактовык сигналов в блоке управления имеет величину 0,2-0,3 мкс, чтобы управляющий сигнал ло времени совпадал с плоской частью ступеньки (фиг. 35). Эти импульсы, поступая на первый аналоговый ключ 8, на элемент НЕ 21, вызывают в первичной обмотке импульсно1200402

Йп ф8уф гоу де

РОР

ro трансформатора 18 импульсный ток.

Во вторичной обмотке импульсного трансформатора 18 трансформируется импульсное напряжение, по времени и длительности соответствующее импульсу (фиг. ЗВ), которое открывает транзисторы 16 и 17 (фиг. 2 ).Ступенчатое напряжение (фиг. 3a) с выхода усилителя 1 через транзисторы 16 и 17 аналогового ключа 8 гоступает на накопительный конденсатор 7 и заряжает его до соответствующей величины. Напряжение накопительного конденсатора 7 через повторитель 11 с большим входным сопротивлением и усилитель 12 поступает на выход формирователя (фиг. 3 ).

В момент заряда накопительного конденсатора 7 выходное напряжение через резистор 13 обратной связи открытый второй аналоговый ключ 9 оступает на вход усилителя 1, ак напряжение отрицательной связи, увеличивая линейность выходного ступенчатого напряжения.

В аналоговых ключах на точность переключения аналогового сигнала влияет цель управления, которая вносит в аналоговый сигнал дополнительную погрешность. Чтобы избежать влияния цепи управления, в предлагаемом устройстве цепь управления отделена от цепи переключения с помошью импульсного трансформатора 18, конденсатор 20 и резистор 19 являются фипьтром.

Использование предлагаемого устройства в радиолокационной технике в устройствах отображения позволяет повысить качество отображаемой информации. Наличие выбросов на фронтах ступенек известного устройства приводит к искажениям отобража. емых фигур и знаков, так как прямые линии и отрезки в известном .

10 устройстве приобретают форму кривых. С другой стороны использование предлагаемого технического решения позволяет значительно повысить частоту переключения кода. Из практики установлено, что ступенчатое на- пряжение с выбросами на фронтах сту-. пенек в устройствах отображения можно применять при отношении времени помехи 1» к времени ступеньки 1, 20 равном

t»

= 0,05 ст где время помехи = 0,1 мкс ст= 2 мкс

25 Это соответствует частоте переключения цифрового кода 500 кГц, т.е. предельная частота переключения кода в известном устройстве составляет 500 кГц.

В предлагаемом техническом решении помехи практически отсутствуют, что позволяет повысить частоту переключения кода до 2 ИГц, т.е. повысить частоту переключения кода по

35 сравнению c извес н устройс вом в 4 раза.

1200402

Составитель А. Горбачев

Редактор В. Иванова Техред О.Ващишина Корректор A.

Заказ 7877/60 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4