Цифроаналоговый преобразователь

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении прецизионных цифроаналоговых преобразователей. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Цифроаналоговый преобразователь содержит кодоуправляемый делитель 1 тока, первый 2 и второй 3 операционные усилители, первый 4 и второй 5 резисторы обратной связи, масштабирующий резистор 6 и нелинейный элемент 7, выполненный в виде трех резисторов 8 - 10 и двух пороговых элементов 11, 12. Положительный эффект обеспечен за счет введения нелинейного элемента 7, с помощью которого достигается постоянство температурного режима резисторов 4 и 5. 1 ил.

сооз совстсних социллистичкних

РЕСПУБЛИК щ)< Н 03 И 1/82

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕГЕНИ "",-;;, 1 (21) 4428721/24-24 (22) 23.05.88 (46) 23.04.90. Бюл. Р 15 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) А.Н. Пустыгин и В.К. Шмидт (53) 681.325(088.8) (56) Титце У. и др. Полупроводниковая схемотехника, — M.: 11ир, 1982.

Манчев Б.А. Исследование и разработки алгоритмов и систем автоматической коррекции.. — Дис. на соиск.

còåïåHH канд. техн. наук. Л., 1986, с. 21 . (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь2 зовано при построении прецизионных цифроаналоговых преобразователей.

Цель изобретения — повышение точности преобразования. Цифроаналоговый преобразователь содержит кодоуправляемый делитель l тока, первый 2 и второй 3 операционные усилители, первый 4 и второй 5 резисторы обратной связи, масштабирующий резистор 6 и нелинейный элемент 7, выполненный в виде трех резисторов 8-10 и двух пороговых элементов 11 и 12. Положительный эффект обеспечен за счет введения нели-, нейного элемента 7, с помощью которого достигается постоянство температурного режима резисторов 4 и S.

1 ил., 1 табл.

1559408

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь" зовано при построении прецизионных цифроаналоговых преобразователей.

Цель изобретения — повышение точ5 ности преобразования.

На чертеже представлена функциональная схема цифроаналогового преобразователя, 10

Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) содержит кодоуправляемый делитель 1 тока, первый 2 и второй 3 операционные усилители, первый 4 и второй 5 резисторы обратной связи, масштабирующий резистор 6 и нелинейный элемент 7, выполненный в виде трех резисторов 8-10 и двух пороговых элементов 11 и 12.

Цифроаналоговый преобразователь работает следующим образом.

Вследствие изменения величины выходного напряжения. ЦАП как функции входного кода меняется мощность, рассеиваемая резистором обратной связи, и, следовательно, меняется температура упомянутого резистора. Поскольку величина сопротивления резистора зависит от температуры, в выходном на1 пряжении IIAII появляется составляющая погрешностй, зависящая от преобразуемого кода. Для исключения влияния этой составляющей погрешности достаточно стабилизировать температурный режим резистора обратной связи при

35 изменении преобразуемого кода на всем диапазоне преобразования. В данном преобразователе задача решается путем компенсации изменений рассеиваемой мощности резистора обратндй 40 связи основного канала преобразования с помощью равных по величине, но обратных по знаку изменений рассеиваемой мощности резистора обратной связи компенсирующего канала. 45

На вход опорного сигнала кодоуправляемого делителя тока (КУД) 1 по" ступает опорное напряжение, а на управляющие входы поступает преобразуемый код. Выходной ток КУД 1 преобразуется в напряжение с помощью преобразователя ток - напряжение, выпол ненного на первом операционном усилителе 2 и первом резисторе 4 обрат55 ной связи. На резисторе 4 выделяется мощность, пропорциональная квадрату выходного напряжения

r-(Ы,„и) /R,, где Н вЂ” значение преобразуемого ковх да;

Uz — опорное напряжение;

R< - сопротивление резистора 4 .

Выходное напряжение операционного усилителя 2 поступает через нелинейный элемент 7 на вход второго преобразователя ток — напряжение, выполненного на втором операционном усилителе 3 и втором резисторе 5 обратной связи. На вход операционного усилителя 3 через масштабирующий резистор б поступает также опорное напряжение, которое противоположно по знаку выходному напряжению первого операционного усилителя 2. Сопротивление резисторов 4 и 5 обратной связи, имеющих между собой тепловую связь и резистора 6 выбраны одинаковыми. Выходное напряжение операционного усилителя 3 равно

Uî, где К - коэффициент передачи нелинейного элемента 7.

Если U не превышает порогового напряжения первого порогового элемента (ПЭ) 12, Rg/R 0 где R и R о — сопротивления резисторов 5 и 10 соответственно.

По достижении выходным напряжением

U< порогового напряжения ПЭ 12 параллельно резис-.ору 10 подключается резистор 8 и коэффициент передачи становится равным К = Кв/(К //Rg)e Если вьщодное напряжение U превышает пороги ПЭ 12 и ПЭ 11 одновременно, коэффициент,передачи становится равным

М (R10 /®8/®9) где R — сопротивление резистора 9., Пороговые напряжения выбираются иэ условия обеспечения постоянства суммы рассеиваемой мощности на резисторах 4 2 и 5; Р + Р = 11„/R . Мощность, рассеиваемая резистором 4 квадратично зависит от преобразуемого кода, тогда требуемое компенсирующее напряжение на выходе вто ого ОУ 3 олжно быть равно U U — (5 U©) . Данная зависимость, нормированная к Ке,, приведена в таблице.

Эта зависимость хорошо аппроксимируется тремя отрезками прямых; Численный поиск наилучшего прибпижеиия по программе дает абсциссы этого при" ближения 0,5 и 0,85. Наибольшая ошибФормула изоб ретения

Оа Яо 995 98 954 918 867 8 714 61 435

Б,, 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Составитель Н. Капитанов

Редактор Н. Лазаренко Техред А,Кравчук Корректор С. Шевкун

Заказ 841 Тираж 664 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

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

5 155 ка суммарной рассеиваемой мощности равна 7,2 от номинального .значения, соответствующего максимальному выходному напряжению ЦАП. Для известного устройства наибольшее значение изменения рассеиваемой мощности равно половине от ее номинального значения.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет повысить точность преобразования за счет стабилизации теплового режима резистора 4 обратной связи, причем нестабильность мощности уменьшается в 7 раз, соответственно в это число раз уменьшается погрешность от нелинейности резистора обратной связи.

Цифроаналоговый преобразователь, содержащий кодоуправляемый делитель тока, управляющие входы которого являются входной шиной преобразуемого кода, вход опорного сигнала является входной шиной опорного напряжения, первый преобразователь ток — напряжение, выполненный в виде первого операционного.усилителя и первого резистора обратной связи, первый вывод которого объединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя и подключен к выходу кодоуправляемого делителя тока, второй вывод первого резистора обратной связи соединен с

9408 6 выходом первого операционного усилителя и является выходной шиной, второй преобразователь код — напряжение, выполненный в виде второго операционного усилителя и второго резистора обратной связи, первый и второй выводы которого соединены соответственно с инвертирующим входом и выходом второго операционного усилителя, пер10 вый и второй резисторы обратной связи связаны тепловой связью, неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены с шиной нулевого потенциала, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности в него введен масштабирующий элемент, выполненный в виде первого резистора, и нелинейный

20 элемент, выполненный в виде второго третьего и четвертогo резисторов и первого и второго пороговых элементов, первый вывод первого резистора объединен с первыми выводами второго, третьего и четвертого резисторов и подключен к инвертирующему входу .второго операционного усилителя, вторые выводы второго и третьего резисторов через соответственно первый .и второй пороговые элементы соединены с вторым выводом четвертого резистора и подключены к выходу первого операционного усилителя, второй вывод первого резистора подключен к входной шине опорного напряжения, г