Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 31.07.1975 77326 KI. 21a1,36/20 MKP H03k 13/02 [»l»YUOTEtLA| Twórca wynalazku: Zbigniew Jaworski Uprawniony z patentu tymczasowego: Przedsiebiorstwo AutomatyM Pirze- myslowej, Warszawa (Polska) Uklad przetwornika cyfrowo-analogowego z wyjsciem pradowym Przedmiotem wynalazku jest uklad przetworni¬ ka cyfrowo-analogowego z wyjsciem pradowym, opartym na zasadzie sumowania pradów „wago¬ wych", przeznaczony w szczególnosci do laborato¬ ryjnych cyfrowych przyrzadów pomiarowych.Wyjsciowy sygnal pradowy przetwornika przezna¬ czony jest do stosowania w urzadzeniach porów¬ nujacych np. w równowazni elektropneumatycz- nej. Znane rozwiazania przetworników cyfrowo-ana- logowych z wejsciem równoleglym i z wyjsciem pradowym pracujace na zasadzie sumowania pra¬ dów „wagowych" bazuja na konstrukcji, której za¬ sadniczymi elementami sa stabilizowane zródla stalopradowe i odpowiednie przelaczniki tych zró¬ del. Ilosc zródel stalopradowych jest równa ilosci pozycji przeksztalcanego kodu cyfrowego. Wartosc natezenia pradu poszczególnych zródel jest propor¬ cjonalna do wagi przyporzadkowanej pozycji. Cy¬ frowa wielkosc wejsciowa steruje przelacznikami zródel pradowych za posrednictwem przerzutników dwustabilnych, powodujac wlaczenie odpowiednich zródel do obciazenia, w wyniku prad wyjsciowy przetwornika jest proporcjonalny do wartosci kodu.Zródla stalopradowe przetwornika zrealizowane sa najczesciej w ukladzie wtórników emiterowych, których bazy sterowane sa ze stabilizowanego zró¬ dla napiecia, wartosc pradu zródla ustala rezystor emiterowy wtórnika. Do przelaczania zródel pra¬ dowych sluza przelaczniki dwudiodowe. Sterowa¬ lo 15 20 25 30 2 nie przelacznikiem odbywa sie przez zmiane pola¬ ryzacji diod, w wyniku tego prad poszczególnych zródel kierowany jest badz do obciazenia badz do przerzutnika polaryzujacego diody. Dokladnosc ta¬ kiego przetwornika zalezy przede wszystkim od sta¬ bilnosci zródel stalopradowych, przy czym naj¬ wiekszy wplyw na dokladnosc przeksztalcania maja zródla przyporzadkowane wyzszym pozycjom kodu.Przy przetwarzaniu kolejno róznych wartosci kodu, wystepuja rózne spadki napiecia pomiedzy emiterem a kolektorem tranzystorów wtórników emiterowych, poniewaz odpowiednio wieksze lub mniejsze napiecie odklada sie na obciazeniu prze¬ twornika. Skoki spadków napiec miedzy emiterem a kolektorem powoduja, ze rózne moce sa rozpra¬ szane przez te tranzystory dla róznych wartosci kodu, co staje sie szczególnie wyrazne dla tranzy¬ storów przyporzadkowanym wyzszym pozycjom.Zmiany mocy rozproszonych przez tranzystory wtórników emiterowych wywoluja zmiany tempe¬ ratury tych tranzystorów, co powoduje zmiany wspólczynników wzmocnienia pradowego i zmia¬ ny napiecia diod emiterowych tranzystorów odpo¬ wiedzialnych za stabilizacje pradów. Czynniki te powoduja ograniczenie dokladnosci przetwarzania, co staje sie szczególnie istotne dla przetworników o wiekszych ilosciach bitów kodu przetwarzanego.Z tych tez przyczyn, dla dokladniejszych przetwor¬ ników zródla pradowe wyzszych pozycji budowa- 77 32677 326 ne sa jako stosunkowo zlozone stabilizatory pradu.Celem wynalazku jest opracowanie prostego tech¬ nicznie ukladu przetwornika cyfrowo-analogowego z wyjsciem pradowym, o duzej dokladnosci prze¬ twarzania.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie ele¬ mentów tranzystorowych wlaczonych w obwody stabilizatorów pradu wyzszych pozycji kodu.W przetworniku wedlug wynalazku wszystkie stabilizatory pradu maja postac wtórników emite¬ rowych. Element tranzystorowy sklada sie co naj¬ mniej z dwóch tranzystorów, których kolektory sa polaczone wspólnie,,a emiter pierwszego tranzysto¬ ra Steruje baza; ^drugiego itd., natomiast baza pierwszego tranzystora jest sterowana stalym na¬ pieciem zasilajacym. Tranzystor wyjsciowy ele¬ mentu! tranzystorowego jest szeregowo polaczony z tranzystorem wtórnika emiterowego i ma na celu zapewnienie stalego spadku napiecia na tranzysto¬ rze wtórnika niezaleznie od stanu wysterowania przetwornika.Zaleta ukladu wedlug wynalazku jest to, ze w wyniku stalego obciazenia tranzystorów wtórników emiterowych wyzszych pozycji kodu eliminuje sie wplywy stanu wysterowania przetwornika na sta¬ bilnosc zródel pradowych.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania, przedstawionym na rysunku.Stabilizowane zródla stalopradowe zrealizowane sa w ukladzie wtórników emiterowych na tranzysto¬ rach Ta—Ten, których bazy sterowane sa ze sta¬ bilizowanego zródla napiecia Vi. Wartosc pradu zródla kazdej pozycji jest proporcjonalna do „wa¬ gi" pozycji i ustala je wartosc dobieranych rezy¬ storów Rt—Rn . Zródlo stalopradowe najnizszej po¬ zycji zrealizowane jest na tranzystorze Tei, a naj¬ wyzszej1 j3ózycji na tranzystorze Ten.Wylaczenie lub wlaczenie poszczególnych zródel pradu do obciazenia Robc odbywa sie za posredni¬ ctwem polaryzacji diod Dpi-*-Dpn i kierowaniu pra¬ du badz przez nie, badz przez diody Dfl—Drn do obciazenia Robc. Zmiane polaryzacji diod D^— D uzyskuje sie przez zmiane polaryzacji zaci¬ sków Pi—Pn, za pomoca elementów przelaczaja¬ cych sterowanych przez kod cyfrowy.Prad wyjsciowy plynacy przez obciazenie Robc jest proporcjonalny do przeksztalconego kodu. Dla wyzszych pozycji zródel pradowych w szereg z tranzystorami Tel—Tcn wlaczone sa elementy dwutranzystorowe, skladajace sie z tranzystorów Toi^on'1 TkrTkn- Bazy tranzystorów Tki-Tkn sterowane sa napieciem stalym U2, przy czym war¬ tosci U2 sa wieksze od wartosci Ui co najmniej o okolo 0,5 V. Tranzystory TQi—Ton wlaczone sa w obwody odpowiednich zródel stalopradowych w celu 5 utrzymania stalego spadku napiecia emiter — ko¬ lektor na tranzystorach Tcl—Tcn, niezaleznie od wartosci przeksztalconego kodu cyfrowego. Dzieki temu, moc tracona na tranzystorach Tcl—Ten, a wiec i temperatura tych tranzystorów nie zalezy od wartosci przeksztalcanego kodu. W ten sposób zostala wyeliminowana niestabilnosc zródel stalo¬ pradowych, wywolywana przez zmiany wartosci wspólczynników wzmocnienia pradowego i zmiany napiecia diod emiterowych tranzystorów Tfil—Ten , zaleznie od wartosci wejsciowego kodu cyfrowego.W celu ograniczenia do pomijalnie malego wply¬ wu ewentualnych zmian pradu bazy tranzystorów TQ.—TQn na wartosc pradu uzyskiwanego w obcia¬ zeniu Robc, zastosowano elementy dwutranzysto¬ rowe skladajace sie odpowiednio z tranzystorów To/-TonA tranzystorów Tki-Tkn. PL PL