PL115695B1 - System of a number of current generators situated together - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad wielu gene¬ ratorów pradowych umieszczonych obok siebie, znajdujacy zastosowanie przede wszystkim w przetwornikach cyfrowo-analogowych.. Z tego wzgledu róznice pradów poszczególnych genera¬ torów powinny byc jak najmniejsze. Poza tym wymagany jest duzy opór wejsciowy generatorów pradowych.Znany jest z brytyjskiego opisu patentowego nr 1266 886 uklad wielu identycznych tranzystorów w ukladzie o wspólnych emiterach jako genera¬ tory pradowe, w których w jednym tranzystorze napiecie odkladajace sie na oporniku pomiarowym sterowane jest przez wzmacniacz operacyjny, a pozostale tranzystory sterowane sa przez wspólna szyne bazowa o jednakowym potencjale. W roz¬ wiazaniu tym mozna wprawdzie zredukowac nie¬ korzystny wplyw temperatury przy odpowiednim usytuowaniu tranzystorów, jednak bezwzgledna wartosc pradów okreslana jest przez wahania UBe i róznice wartosci wzmocnienia pradowego.Zastosowanie ukladu Darlingtona zwieksza blad bezwzgledny wywolany przez UBe majacy znaczna wartosc przy srednich pradach. Komplementarny uklad Darlingtona poprawia te wlasnosci jedynie nieznacznie. Jesli usunie sie w/w wady dobierajac tranzystory, pozostanie jeszcze stosunkowo nie¬ wielki opór wejsciowy prostego zródla pcadu.Wplyw temperatury mozna kompensowac przy¬ porzadkowujac temperature, jako niezalezna 10 15 20 25 30 zmienna, napieciu porównawczemu. Jest to jednak mozliwe tylko w malych, niemal identycznych w charakterystyce temperaturowej, generatorach pradowych wykonanych jako uklady monolitycz¬ ne.Mozna równiez kazdy generator pradowy wy¬ posazyc w uklad sterowania. Jesli zastosuje sie do tego wzmacniacz operacyjny z niewielkim napie¬ ciem spoczynkowym i wystarczajacym wzmocnie¬ niem, jedyna wada takiego rozwiazania bedzie duza pracochlonnosc. Jesli zastosuje sie zwykly wzmacniacz róznicowy, dokladnosc w praktycz¬ nych warunkach roboczych bedzie niewystarcza¬ jaca. Przyczyna tego jest niesymetrycznosc wzmac¬ niacza róznicowego, wynikla z faktu regulacji ist¬ niejaca nawet wtedy, gdy oba tranzystory sa zu¬ pelnie identyczne.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu wie¬ lu identycznych generatorów pradowych, szczegól¬ nie do przetworników cyfrowo-analogowych.Zadaniem wynalazku jest maksymalne wyrów¬ nanie pradów wielu generatorów umieszczonych obok siebie, pomimo wystepujacych róznic w war¬ tosciach charakterystycznych elementów, wyko¬ rzystujac fakt, ze w wielu róznych technologiach mikroelektroniki latwo jest opanowywac bledy wzgledne, jako bledy bezwzgledne. W wynalazku rozwiazano to w generatorach pradowych przy pomocy oporników pomiarowych, na których war¬ tosc pradu odklada sie w postaci napiecia oraz 115 695s 115 695 4 wejsc sterujacych pradami przy pomocy napiecia.Zastosowano parami symetryczne wzmacniacze róznicowe, przy czym jedno wejscie dwóch sasia¬ dujacych wzmacniaczy róznicowych polaczono wspólnie z opornikiem pomiarowym a odpowiada¬ jace im wejscia odwracajace polaczone wspólnie z wejsciem tego samego generatora. Ponadto po¬ laczono pierwszy tranzystor i ostatni umieszczo¬ nych obok siebie wzmacniaczy róznicowych, two¬ rzac kompletny i symetryczny wzmacniacz rózni¬ cowy. Dla funkcji tego ukladu wazne jest to, ze juz nie jeden generator pradowy podlaczono z na¬ pieciem porównawczym, utrzymujac na niskim po¬ ziomie blad bezwzgledny, przy zamianie pra¬ du na napiecie, lecz ze porównuje sie jedna war¬ tosc pradu z inna równoprawna wartoscia pradu niwelujac róznice pomiedzy nimi. Jesli wymaga¬ na jest obok wzglednej dokladnosci równiez sta¬ bilna wartosc bezwzgledna pradu, wystarczy za¬ stosowac zwykly jeden element porównawczy. Ko¬ nieczny do tego celu wzmacniacz róznicowy musi miec odpowiednio maly wejsciowy prad zerowy, zeby nie zachwiac symetrii ukladu.Przedmiot wynalazku jest objasniony blizej w przykladzie wykonania na rysunku, który to rysu¬ nek przedstawia uklad z czterema generatorami pradowymi umieszczonymi obok siebie.Generatory pradów In-3...In utworzono z ukla¬ dów Darlingtona tranzystorów T9...Ti6. Prady ste¬ rowane sa spadkiem napiecia na opornikach R5......R8 wlaczonych na wejsciu generatorów, a mie¬ rzone na opornikach pomiarowych R1...R4 jako na¬ piecie. Uklad sterujacy utworzony przez wzmac¬ niacze róznicowe T2, T3...T8, Ti regulowany jest nie napieciem porównawczym, lecz róznica wartosci pradów sasiadujacych generatorów pradowych, zmniejszajac je do zera. Poniewaz przez polacze¬ nie polówek wzmacniaczy róznicowych T8 i Ti powstal zamkniety pierscien regulacyjny, pracuje on z tendencja do zmniejszania róznic wartosci pradów wszystkich generatorów do zera.Wzmacniacze róznicowe T2, T3...T8, Ti obciazane sa przy tym symetrycznie niezaleznie od zmian na¬ piecia zasilania lub napiecia porównawczego. Jed¬ nakowe wartosci pradów osiagnieto wykorzystu¬ jac nastepujace wlasnosci: silna symetrie ukladu poprzez wszystkie generatory pradowe oraz to, ze dla stalych wartosci oporników Ri do R4 róz¬ nice w wartosci pradów okreslone bylyby róznica napiecia UBe ukladu Darlingtona. Sa one dla pra- 5 dów nominalnych zbyt duze.Przez wzmacniacze róznicowe T2, T3...T8, Ti ply¬ nie znacznie mniejszy prad, dzieki czemu powsta¬ je mniejszy blad. Przez wzmocnienie okreslone w zasadzie wartosciami oporników Rs...R8 blad ten przenosi sie na róznice pradowe, jesli pominiemy niewielka odchylke wywolana sterowaniem. Dzie¬ ki temu usunieto wade ukladu Darlingtona wyko¬ rzystujac jego duze wzmocnienie i opór wejscio¬ wy.Przy zastosowaniu tranzystorów typu npn uklad daje sie latwo scalic poza opornikami pomiaro¬ wymi R1...R4, które w celu osiagniecia wiekszej dokladnosci nalezy wykonac technika cienkowar¬ stwowa. W wypadku mniejszych wymagan od¬ nosnie równosci pradów mozna przy zachowaniu zasady wzajemnego regulowania podlaczyc dwa generatory pradowe do jednego wzmacniacza róz¬ nicowego.Zastrzezenie patentowe Uklad wielu generatorów pradowych umieszczo¬ nych obok siebie z opornikami pomiarowymi, na których wartosc pradu odklada sie w postaci na¬ piecia oraz z wejsciami sterujacymi pradami przy pomocy napiecia, w szczególnosci do przetworni¬ ka cyfrowo-analogowego, znamienny tym, ze za¬ stosowano parami symetryczne wzmacniacze róz¬ nicowe (T2, T3; T4, T5, T6, T7; T8, Tx), przy czym jedno wejscie dwóch sasiadujacych ze soba wzmac¬ niaczy róznicowych (baza Ti, T2; T3, T4; ...) pola¬ czone jest wspólnie z opornikiem pomiarowym (Ri, R2, R3, R4), a odpowiadajace im wejscia odwraca¬ jace i (kolektory Ti, T2; T3, T4; ...) polaczone sa wspólnie z wejsciem (R5, Re, R7, Rs) tego samego generatora (T9, Ti0: Tu, Ti2, Ti3, Ti4: T15, Ti6), a po¬ nadto pierwszy tranzystor (Ti) i dodatni (T8) umieszczonych obok siebie wzmacniaczy róznico¬ wych sa polaczone, tworzac kompletny i symetry¬ czny wzmacniacz róznicowy (Ti, T8). 15 20 25 30 35 40 \115 695 , ln-3 D» rh kh-2 fW k ln-3 O" \Q„. jQ„ fQ- NU 54k CZYTELNIA Urzedu Palft^wo' MM *• PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad wielu generatorów pradowych umieszczo¬ nych obok siebie z opornikami pomiarowymi, na których wartosc pradu odklada sie w postaci na¬ piecia oraz z wejsciami sterujacymi pradami przy pomocy napiecia, w szczególnosci do przetworni¬ ka cyfrowo-analogowego, znamienny tym, ze za¬ stosowano parami symetryczne wzmacniacze róz¬ nicowe (T2, T3; T4, T5, T6, T7; T8, Tx), przy czym jedno wejscie dwóch sasiadujacych ze soba wzmac¬ niaczy róznicowych (baza Ti, T2; T3, T4; ...) pola¬ czone jest wspólnie z opornikiem pomiarowym (Ri, R2, R3, R4), a odpowiadajace im wejscia odwraca¬ jace i (kolektory Ti, T2; T3, T4; ...) polaczone sa wspólnie z wejsciem (R5, Re, R7, Rs) tego samego generatora (T9, Ti0: Tu, Ti2, Ti3, Ti4: T15, Ti6), a po¬ nadto pierwszy tranzystor (Ti) i dodatni (T8) umieszczonych obok siebie wzmacniaczy róznico¬ wych sa polaczone, tworzac kompletny i symetry¬ czny wzmacniacz róznicowy (Ti, T8). 15 20 25 30 35 40 \115 695 , ln-3 D» rh kh-2 fW k ln-3 O" \Q„. jQ„ fQ- NU 54k CZYTELNIA Urzedu Palft^wo' MM *• PL PL