Преобразователь код-ток

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователях. Цель изобретения - повышение точности. Преобразователь код-ток содержит отражатель - умножитель 1 тока, первый токозадающий элемент, выполненный на резисторе 2, первый стабилитрон 3, элемент преобразования ток-напряжения, выполненный на резисторе 4, второй токозадающий элемент, выполненный на резисторе 5, второй стабилитрон 6, резистивный делитель 7 тока, узлы 8.1-8. К преобразования код-ток, каждый из которых выполнен на M переключателях 9.1-9M разрядных токов, блоке 10 буферных каскадов, блоке 11 источников разрядных токов, блоке 12 резистивных токозадающих элементов, а также шину 13 источника питания, выходную шину 14, шину 15 преобразуемого кода. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Н 03 Г1 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4209973/24-24 (22) 12. 02, 87 (46) 07, 08. 89. Бюл. N- 29 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Модуль" Винницкого политехнического института и Винницкий политехнический институт (72) А.Д. Азаров, B.ß. Стейскал, Ю.N. Степайко и В.Л. Барановский (53) 621.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1083359, кл. Н 03 М 1/66, 1982.

Авторское свидетельство СССР

1246378, кл. Н 03 М 1/66, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД вЂ” ТОК (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в аналого-цифровых и цифроаналоговых

Л0„„1499498 А 1

2 преобразователях. Цель изобретенияповышение .точности. Преобразователь код — ток содержит отражатель-умножитель 1 тока, первый токозадающий элемент, выполненный на резисторе 2, первый стабилитрон 3, элемент преобразования ток — напряжение, выполненный на резисторе 4, второй токозадающий элемент, выполненный на резисторе 5, второй стабилитрон 6, резистивный делитель 7 тока, узлы 8.1-8.К преобразования код — ток, каждый из которых выполнен на m переключателях

9.1-9.m разрядных токов, блоке 10 буферных каскадов, блоке 11 источников разрядных токов, блоке 12 резистивных токозадающих элементов, а также шину 13 источника питания, выходную шину 14, шину 15 преобразуемого кода. 3 з.н.ф-лы, 4 ил.

498 4

Преобразователь код-ток работает следующим образом.

После включения питания запускается первый стабилитрон 3 начальным током, протекающим по цепи резистор

27 — транзисторы 18 и 21. При этом на выходе первого источника тока ( (транзисторы 16, 21 и 24) генерирует1р ся ток I, равный

f6, Lf

1 оп + 4П ьэ

К

У

3 1499

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователях.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя код — ток; на фиг. 2 — принципиальная схема отражателя-умножителя тока; на фиг.3 принципиальная схема блока источников разрядных токов; на фиг. 4принципиальная схема блока буферных каскадов.

Преобразователь код — ток (фиг.1) содержит отражатель-умножитель 1 тока, первый токозадающий элемент, выполненный на резисторе 2, первый стабилитрон 3, элемент преобразования ток — напряжение, выполненный на резисторе 4, второй токозадающий элемент, выполненный на резисторе 5, второй стабилитрон 6, резистивный делитель 7 тока, К узлов 8. 1-8.К преобразования код-ток, каждый из которых выполнен íà m переключателях

9.1-9.m токов, где К.m = n - разрядность преобразователя код — ток, блоке 10 буферных каскадов, блоке 11 источников разрядных токов, блоке

12 реэистивных токоэадающих элементов. Преобразователь код — ток содержит также шину 13 источника питания, выходную шину 14 и шину 15 преобразуемого кода.

Отражатель-умножитель 1 тока (фиг. 2) содержит n — р — n-транзисторы 16-21 с первого по шестой, р — и -- р-транзисторы 22-24 с первого по третий, группу 25 1-х и — р -.птранэзисторов, где 1 — коэффициент умножения тока, группу 26 1 = х р — и — р"транзисторов, первый 27 и второй 28 резисторы.

Блок 11 источников разрядных токов (фиг. 3) содержит m источников

29 разрядных токов, причем 1-й источник разрядного тока выполнен на первой 30 и второй 31 группах i-x и — р — и-транзисторов и р — n - ртранэисторе 32, Блок 10 буферных каскадов (фиг.4) содержит m буферных каскадов, каждый из которых представляет собой составной транзистор, собранный по схеме

Дарлингтона из трех и — р — n-транзисторов 33-35. где 0 „

23 16 где r u r / — сопротивления эмита - а теров транзисторов

23 и транзисторов

26 соответственно, R Z>, R<7 — сопротивления резисторов 28 и 27 соответственно; — базовый ток 1-х транзисторов 26.

Ток через стабилитрон I<7 равен

2э

2 ь б М

25 где Ig — базовый ток транзисторов

I — базовый ток транзистора 17, 6

Такая структура источника опорного напряжения обеспечивает высокую стабильность U „ при изменении пита50 ющего напряжения U в широком температурном диапазоне благодаря значительному уменьшению базовых токов и устранению влияния дрейфа базовых токов блока источников разрядных то55 ков с помощью транзистора 17, Коэффициент стабилизации U определяется выражением

К

cr rs э ст — опорное напряжение, задаваемое первым стабилитроном 3;

dU — разность напряжений ба база — эмиттер транзисторов 16 и 25;

20 К„ - сопротивление резистора

Х

f6

2э — базовый ток транзистоб ра 16.

На выходе второго источника тока отражателя-умножителя 1 генерируется ток Iz, равный гэ (ry+ Rzg 2ь

7, Ь ф э

98 где К, ртд э

r ст

j5 т5 где 0U бэ

R °!

4К;

30

40

50

5 14994 коэффициент стабилизации; выходное сопротивление второго источника тока; динамическое сопротивление первого стабилитрона 3.

После появления выходного напряжения стабилитрона 3 на входах группы входов блока 11 источников разрядных токов возникает такое же напряжение, прикладлваемое к разрядным резисторам блока 12 резистивных токозадающих элементов, в которых протекают разрядные токи Х, равные

2$,3! > ТБl i

К7-2 (1+4К ) разность напряжений база-эмиттер транзисторов 31 и 25;

i-e сопротивление блока

12; номер разряда; погрешность коэффициента передачи блока 12 для

i-го разряда; — базовый ток транзисторов 31 i-го разряда.

Я!

Дрейф I . источников разрядных токов в температурном диапазоне незначительный, так как они собраны на согласованных составных транзисторах по схеме Шиклаи, Введение в схему предлагаемого устройства блока буферных каскадов позволяет исключить влияние переключателей тока, заключа ацееся в изменении р д на источниках разрядных токов при переключении разрядов.

Токи I ; поступают с выхода блока

11 источников разрядных токов на входы группы входов блока 10 буферных каскадов. Потенциал базы транзистора 33 задается источником смещения, выполненном на резисторе 5 и стабилитроне 6, представляющем собой параметрический стабилизатор, к которому не предъявляются высокие требования, Изменения опорного напряжения на этом стабилизаторе не приведут к заметному изменению выходного сигнала источника разрядных токов.

С выхода блока 10 буферных каскадов токи разрядов Х; поступают на входы переключателей 9 токов, коммутирующие эти токи в выходную шину 14.

Для термостабилизации разр ядных токов резисторы в делителе 7 и блоке

12 .должны быть согласованы по ТКС, что легко достигается при их микроэлектронном исполнении, Введение в схему отражателя-умножителя тока транзистора 17 позволило в р раз ,снизить выходное сопротивление входного второго датчика тока, служащего общим датчиком для блока источников разрядных токов, и повысить нагрузочную способность датчика.

Для нормальной работы преобразователя код-ток транзисторы 16, 25 и 31, а также 23 и 26 должны быть идентичными, что достигается при их микроэгектронном исполнении. С целью минимизации температурной погрешности источников разрядных токов— уменьшения температурного дрейфа

,э!

4 Б ., необходимо плотность токов бэ через транзисторы 25 и каждый из транзисторов 31 делать равной. Это обеспечивается выбором количества транзисторов 31.

Выбор 1-х транзисторов 25 и 26 необходим для задания оптимального тока через первый стабилитрон 3, обеспечивающий минимальньп температурный дрейф его напряжения.

Формула изобретения

1. Преобразователь код — ток, содержащий отражатель-умножитель тока, первый вход которого через первый токозадающий элемент, выполиенньпЪ в виде резистора, подключен к шине источника питания, первый выход через первый стабилитрон подключен к шине источника питания, резистивный делитель тока, К узлов преобразования код — ток, каждый из которых выполнен на m-разрядных переключателях тока, где m.Ê = n — число разрядов преобразуемого кода, блоке источников разрядных токов, блоке резистивных токозадающих элементов, первые выводы которого объединены и подключены к шине источника питания, вторые выводы подключены к соответствующим входам группы входов блока источников разрядных токов, выходы переключателей тока объединены, управляющие входы переключателей токов являются соответствующими входными шинами преобразуемого кода, выход переключателя тока старшего раз149949

7 ряда первого узла преобразования код — ток является выходной шиной, входы блоков источников разрядных токов всех узлов объединены между собой, отличающийся тем, 5 что, с целью повышения точности преобразования, введены элемент преобразования ToK — напряжение, выполненный в виде резистора, второй токозадающий элемент, выполненный в виде резистора, второй стабилитрон и в каждый узел преобразования код - ток введен блок буферных каскадон, выходы которого подключен61 к входам соответствующих разрядных переключателей тока, группа входов подключена к соответствующим выходам блока источников разрядных токов, входы блоков буферных каскадов всех узлов объединены и подключены через второй стабилитрон к шине источника питания, а через резистор второго токозадающего элемента — к шине нулевого потенциала. и второму входу отражателя — умножителя тока, второй выход которого подключен к входу блока источников разрядных токов первоМ

ro узла преобразования код — ток и через резистор элемента преобразования ток — напряжения - к шине источ» ника питания, при этом первый выход реэистивного целителя токов объединен с выходом переключателя тока старшего разряда первого узла преоб35 разования код — ток, входы с первого по (К-1)-й подключены соответственно к выходам переключателей токов младипж узлов преобразования код - ток с втооого по К-ир второи Выход под- 40 ключек к шине нулевого потенциала.

2. Преобразователь по п. 1, о т- . л и ч.а ю шийся тем, что отражатель- множитель тока выполнен на первом H BTopoM резисторах, первом, втором и третьем р — и — р-транзисторах, первом, втором, третьем, четвертом, пятом и шестом n — р - птранзисторах, группе 1-х р — n — - ртранзисторов, где 1 — коэффициент умножения тока, группе 1-х n - р — птранзисторов, n — - р — n-транзисторов с базы которых объединены с базой первого n — р — n-транзистора, подключены к эмиттеру второго и - р — и- .

35 транзистора и являются вторым выходом отражателя-умножителя тока,эмиттеры

1-х n — р — и-транэисторон группы объединены с эмиттером третьего и — р — итранзистора и являются первым выходом отражателя-умножителя тока, коллекторы 1-x n — р — и-транзисторов группы подключены к базе второго n — р — итранзистора и базе первого р — n — - ртранзистора, коллектор которого подключен к базе третьего и — р — итранзистора, эмиттер первого p — - n — - ртранзистора объединен с коллектором третьего и — р — n-транзистора и подключен к эмиттеру четвертого и — р — n-транзистора, база которого подключена к коллекторам 1-х р — и — р-транэисторон группы, базы которых объединены с базой второго р — и — р-транзистора, базой пятого и — р — n-транзистора и подключены к коллектору второго р — n — р-транзистора, эмиттеры 1-х р — и — ртранзисторов группы объединены с коллектором четвертого и — р — п-, транзистора и подключены к первому выводу первого резистора, второй вывод которого объединен с первым выводом второго резистора, подключен к коллектору второго и - p — n-транзистора и является вторым входом отражателя — умножителя тока, второй вывод йторого резистора подключен к эмиттеру второго р — и — ртранзистора и к коллектору пятого и — р -и-транзистора, эмиттер которого подключен к коллектору шестого

n . .— -р — и-транзистора и к эмиттеру третьего р — n — р-транзистора, ба- за которого подключена к коллектору:

n — р - и-транзистора, а коллектор подключен к базе шестого n — р — птранзистора, эмиттер которого объединен с эмиттером первого n — р — nтранзистора и является первым входом отражателя — умножителя тока.

3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок источников разрядных токов выполнен на m источниках тока, а каждый i-й источник тока содержит две группы по i n — р — n-транзисторов и р — и — р-транзистор, эмиттер которого объединен с коллекторами i-x

n — р — n-транзисторов первой группы и является соответствующим выходом блока, база подключена к коллекторам х-х транзисторов второй группы, коллектор подключен к базам i-x

n — р — n-транзисторов, первой группы, эмиттеры которых объединены с эмиттерами i n — р — n-транзисто9 14 ров второй группы и являются соответствующим входом группы входов блока, базы n --" "р — и-транзисторов второй группы m-x источников тока объединены и являются входом блока.

4, Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что реэис-. тивный делитель тока выполнен на цепочке последовательно соединенных К

99498 о резисторов, второй вывод первого резистора цепочки является первым выходом реэистивного делителя тока, 5 первые выводы остальных К-1 резисторов цепочки являются входами реэистивного делителя тока с первого по (К-1)-й, второй вывод К-ro резистора цепочки является вторым выходом реэистивного делителя тока.

1499498

Составитель В, Першиков

Техред М,Дидык Корректор N- лароши

Редактор И. Шулла

Заказ 4707/55 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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