Цифроаналоговый преобразователь

 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к преобразователям формы информации, и может быть использовано для вывода аналоговой информации из ЦВМ, а также в составе аналого-цифровых преобразователей. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения погрешности масштаба преобразования. Цифроаналоговый преобразователь содержит формирователь 1 двоичновзвешенных токов, блок 2 разрядных ключей, первый преобразователь 3 ток-нап, выполненный в виде первого операционного усилителя 4 и первого резистора 5, второй преобразователь 6 токнапряжение, выполненный в виде которого операционного усилителя 7 и второго резистора 8, сумматор 9, выполненный в виде третьего операционного усилителя 10 и резисторов 11-14, источник 15 опорного напряжения и интегратор 16. Положительный эффект достигается за счет введения второго преобразователя 6 токнапряжение, сумматора 9 и интегратора 16, с помощью которых организован следящий контур отрицательной обратной связи, стабилизирующий масштаб преобразования цифроаналогового преобразователя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (5)) 4 Н 03 М 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ля. i ил.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4401872/24-24 (22) 01 . 04. 88 (46) 07.11.89. Бюл. )11 4) (72) А.Н. Крутицкий (53) 681.325(088.8) (56) Балакай В.Г. и др. Интегральные схемы АЦП и ЦАП. — М.: Энергия, 1978.

Малинин В.В, Схемы микроэлектронных цифроаналоговых преобразователей с суммированием токов. — Обзоры по электронной технике. Сер. 3, Микроэлектроника", вып. 3 (467). H., ЦНИИ

"Электроника", 1977, с. 4, рис. 1 °, (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к преобразователям формы информации, и может быть использовано для вывода аналоговой информации из ЦВМ, а так.же в составе аналого-цифровых преоб разователей. Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения

2 погрешности масштаба преобразования, Цифроаналоговый преобразователь содержит формирователь 1 двоично-взвешенных токов, блок 2 разрядных ключей, первый преобразователь 3 ток — напряжение, выполненный в виде первого операционного усилителя 4 и первого резистора 5, второй преобразователь 6 ток — напряжение, выполненный в виде второго операционного усилителя 7 и второго резистора 8, сумматор 9, выполненный в виде третьего операционного усилителя 10 и резисторов l)-14, источник )5 опорного напряжения и интегратор 16. Положительный эффект достигается sa счет введения второго преобразователя 6 гок — напряжение, сумматора 9 и интегратора 16, с помощью которых организован следящий контур отрицательной обратной связи, стабилизирующий масштаб преобразования цифроаналогового преобразовате1520662

При включении напряя ения питания на выходе интегратора 16 формируется некоторое напряжение U „, поступающее на вход формирователя 1 двоичновзвешенных токов. Под действием напряжения U на выходах формироватеOll ля 1 формируются токи, величины которых распределены по двоичному закону.

В зависимости от значения входного 40 кода N „. поступающего на входы блока 2 разрядных ключей, на входы первого 3 и второго 6 преобразователей тока в напряжение поступают соответIg N вю/2

I — I, где I суммарный ток всех разрядов, включая и ток дополнительного (и+1)-го выхода формирователя 1. Токи I, и I< преобразуются в напряжения с помощью преобразователей 3 и 6, выполненных на операционном усилителе 4 и резисторе 5 и операционном усилителе ? и резисторе 8 соответственно. При равенстве значений сопротивлений резисторов 5 и 6

55 на выходах первого 4 и второго 7 операционных усилителей формируются напряжения, сумма которых (взятая с обратным знаком) в идеальном случае

Изобретение относится к вычислительной технике и, в частности, к преобразователям формы информации и может быть использовано для вывода аналоговой информации из ЦВ11, а такя:е в составе аналого-цифровых преобразователей.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения погрешности масштаба преобразования.

На чертеже представлена функциональная схема цифроаналогового преобразователя.

Цифроаналоговый преобразователь со-15 держит формирователь 1 двоично-взвешенных токов, блок. 2 разрядных ключей, первый преобразователь 3 ток — напряжение, выполненный в виде первого операционного усилителя 4 и первого резистора 5, второй преобразователь 6 ток — напряжение, выполненный в виде второго операционного усилителя 7 и второго резистора 8, сумматор 9, выполненный в виде третьего операционного усилителя IO и резисторов 11-14 источник 15 опорного напряжения и интегратор 16, Цифроаналоговый преобразователь работает следующим образом.

30 равна значению опорного напряжения источника 15.

На третьем операционном усилителе 10 (входящем в состав сумматора 9) производится суммирование напряжений с выходов первого 4 и второго 7 операционных усилителей и напряжения источника 15 опорного напряжения и выявление сигнала рассогласования. В том случае, если сумма напряжений с выходов первого 4 и второго 7 операционных усилителей меньше величины напряжения источника 15, на выходе сумматора 9 возникает отрицательное напряжение, в противном случае — положительное. Под воздействием этого напряжения выходное напряжение интегратора 16 Uo в первом случае увеличивается, а во втором — уменьшается.

Изменение напряжения U „ происходит в направлении, приводящем к уменьшению напряжения на выходе сумматора 9, Таким образом, за счет органиэации контура отрицательной обратной связи выходное напряжение интегратора 16 совершает колебания около некоторого значения напряжения, при котором обеспечивается равенство суммы выходных напряжений первого 4 и второго 7 операционных усилителей и напряжения источника 15 опорного напряжения. Величина колебаний выходного напряжения интегратора 16 путем выбора постоянной интегрирования может быть обеспечена сколь угодно малой.

Таким образом, в результате коррекции суммарный выходной ток формирователя 1 равен отношению величины напряжения источника 15 опорного напряжения и величины сопротивления резистора 14 (UoÄ /R 14), чем и обеспечива ется высокая точность масштаба преобразования цифроаналогового преобразователя °

Величину сопротивления резистора 11 (R 11) целесообразно выбирать иэ следующего условия: коэффициент передачи третьего операционного усилителя 10, равный отношению R 11/Р. 12 и R 11/R

13, (где R 12 и R 13 — сопротивления резисторов 12 и 13 соответственно}, должен быть больше отношения величины напряжения смещения нуля интегратора 16 U<+ и допустимой погрешности масштаба преобразования hA» т.е.

R 11/R 12 Бсц/Ь дол и R 11/R 13)Бсн/Ь4он

t I

Третий операционный усилитель 10 может использоваться и в режиме ком5 152 паратора т.е. беэ резистора 11), однако включение резистора 11 поэволяет получить крутиэну коррекции масштаба преобразования прямо пропорциональную величине погрешности масштаба. По мере уменьшения погрешности уменьшается рассогласование и скорость изменения выходного напряжения интегратора 16 падает. Такое включение операционного усилителя 12 обеспечивает практически полное отсутствие колебаний напряжения U в установившемся режиме.

0662

Формула изобретения

Составитель Н. Капитанов

) редактор И. Шемакова Техред Л,Сердюкова Корректор Т. Малец

Заказ 6769/57 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", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Цифроаналоговый преобразователь, содержащий источник опорного напряжения,. формирователь двоично-взвешенных токов, и выходов которого соединены с соответствующими информационными входами блока разрядных ключей, управляющие входы которого являются входной шиной, и первый преобразователь тока в напряжение, выполненный в виде первого операционного усилителя и первоi го резистора, включенного между выходом и инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого является выходной шиной, а неинвертирующий вход является шиной нулевого потенциала, и первых выходов блока разрядных ключей объединены и подключены к инвертирующему входу первого операционного усилителя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це5 лью повышения точности эа счет уменьшения погрешности масштаба преобразования, в него введены второй преобразователь тока в напряжение, выполненный в виде второго операционного

1р усилителя и второго резистора, сумматор, выполненный в виде третьего операционного усилителя и третьего — шестого резисторов, и интегратор, выход которого соединен с входом формиро15 дателя двоично-взвешенных токов, (и+1)-й выход которого объединен с и вторыми выходами блока разрядных ключей, с первым выводом второго резистора и подключен к инвертирующему вхо20 ду второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход соединен с вторым выводом второго резистора, выходы первого и второ25 го операционных усилителей и выход источника опорного напряжения соединены соответственно через третий, четвертый и пятый резисторы с инвертирующим входом третьего операционного усилиЗО теля, неинвертирующий,вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход соединен с входом интегратора и через шестой резистор подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя.