SU1064455A1

SU1064455A1 - Device for monitoring and control of functional adjusting of resistor graticules of digital/analog converters

Info

Publication number: SU1064455A1
Application number: SU823471260A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Сергеевич Власов; Станислав Евгеньевич Лях
Original assignee: Предприятие П/Я А-3816
Priority date: 1982-07-14
Filing date: 1982-07-14
Publication date: 1983-12-30

Abstract

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОДГОНКОЙ РЕЗИСТОРНЫХ СЕТОК ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее первый коммутатор, аналоговые вхохцл которого соединены с входными клеммами устройства, цифровой вход - с первым выходом блока управлени , второй выход которого соединен с первым входом блока управлени подго- точным инструментом, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей, в него введены нуль-орган, индикатор, двухпозиционный переключатель, второй и третий коммутаторы, масштабный блок, блок добавочных резисторов, операционный усилитель,между инвертирующим входом и выходом которого включен образцовый резистор, выход операционного усилител через нуль-орган соединен с входом блока управлени и с первым входом двухпозиционного переключател , первый выход которого соединен с вторым входом блока управлени подгоночным инструментом, а второй выход - г: входом индикатора, второй вход - с третьим выходом блока управлени , четвертый выход которого подключен к цифровому входу второго коммута В тора, выходы которого соединены с (Л входами масштабного блока, а аналоговый вход подключен к неинвертирующему входу операционного усилител и к первому выходу первого коммутатора , второй выход которого подключен к аналоговому входу третьего коммутатора, выходы которого через блок добавочных резисторов соединены с инвертирующим входом операционного усилител , а цифровой вход - с п тым выходом блока управлени . 05 4 4 СЛ СПTHE DEVICE CONTROL AND MANAGEMENT OF THE FUNCTIONAL FITTING OF RESISTOR GRIDS OF DIGITAL CONVERTERS containing the first switch, the analog switch of which is connected to the input terminals of the device, the digital input is connected to the first output of the control, whose second outlet is connected to the first outlet, which is connected to the first section of the unit, which is connected to the first outlet, which is connected to the first input, to the first input, to the first input, to the first output of the control unit, connected to the first output of the control unit, connected to the first output of the control unit, connected to the first output that, in order to extend the functionality, a null-body, an indicator, a two-position switch, the second and third switches are introduced into it, block, block of additional resistors, operational amplifier, between the inverting input and the output of which a reference resistor is connected, the output of the operational amplifier is connected via a null to the input of the control unit and to the first input of a two-way switch, the first output of which is connected to the second input of the control unit of the adjustable tool, and the second output is g: the indicator input, the second input is with the third output of the control unit, the fourth output of which is connected to the digital input of the second switch B of the torus, the outputs of which It is connected to (L inputs of the scale unit, and the analog input is connected to the non-inverting input of the operational amplifier and to the first output of the first switch, the second output of which is connected to the analog input of the third switch, the outputs of which are connected to the inverting input of the operational amplifier and the digital input - with the fifth output of the control unit. 05 4 4 SL SP

Description

Изобретение относитс к контроль но-измерительнбй технике и может быть использовано при функциональной подгонке резисторньах сеток цифр аналоговых преобразователей (ЦАП), Известно устройство, функциональной подгонки, содержащее подгон емы ЦЛП, магазин резисторов, измерительный прибор. Функциональна подгонка заключаетс в том, что резисторна сетка набираетс из дискретных тонкопленочных резисторов, рассортированных с требуемой точностью по значению номинала, выставленного магазином резисторов l . Недостатком известного устройств вл етс невозможность функциональной подгонки резисторных сеток ЦАП выполненньпс на одной подложке. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство контрол и управлени функциональной подгонкой резисторны сеток ЦАП, содержащее первый коммутатор , аналоговые входы которого со динены с входными клеммами устройства , цифровой вход - с первым выходом устройства управлени , второй выход которого соединен с первым входом блока управлени подгоночным инструментом 2J . Однако данное устройство не поз вол ет осуществл ть эффективную подгонку резисторных сеток, выполненных по структуре, отличной от структуры R-2( (например, с двоично взвешенными резисторами, двоичнодес тичньох и т.п.). Происходит это потому, что образованный на каждом этапе подгонки элементарный делитель может иметь в одном из плеч, образованном разр дным резистором, сопротивление, превышающее сопротив ление другого плеча элементарного делител , резисторы которого были подогнаны на предыдущих этапах. При этом оказываетс , что производить лазерную пoдгoнky или, например , подгонку струей абразива разр дного резистора нельз , так как величина сопротивлени его и так выше сопротивлени плеча ранее подогнанной части. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей. Поставленна , цель достигаетс те что в устройство контрол и управлени функциональной подгонкой резисторных сеток цифроаналоговых преобразователей, содержащее первый коммутатор, аналоговые входы которого соединены с входными клеммами устройства, цифровой вход - с первым выходом блока управлени , второй выход которого соединен с первым входом блока управлени подгоночным инструментом, введены нульорган , индикатор, двухпозиционный ,переключатель , второй и третий коммутаторы , масштабный блок, блок добавочных резисторов, операционный усилитель, между инвертирующим входом и выходом которого включен образцовый резистор, выход операционного усилител через нуль-орган j соединен с входом блока управлени и с первым входом двухпозиционного переключател один выход которого соединен с вторым входом блока управлени подгононным инструментом, а второй выход - с входом индикатора , второй вход - с третьим выходом блока управлени , четвертый выход которого подключен к цифровому входу второго коммутатора, выходы которого соединены с входами масштабного блока, а аналоговый вход подключен к неинвертирующему входу операционного усилител и к первому выходу первого коммутатора, второй выход которого подключен к аналоговому входу третьего коммутатора, выходы которого через блок добавочных резисторов соединены с инвертирующим входом операционного усилител , а цифровой вход - с п тым выходом блока управлени . На фиг. 1 приведена схема устройства контрол и управлени функциональной подгонкой резисторных сеток ЦАП; на фиг. 2 - резисторна сетка веса которой соответствуют двоичному коду; на фИг. 3 - то же, веса которой соответствуют двоичнодес тичному коду 1-2-2-4. Устройство контрол и управлени функциональной подгонкой резисторных сеток ЦАП содержит первый кокмутатор 1, аналоговые входы которого подключены к входным клеммам устройства , цифровой вход соединен с первым выходом блока 2 управлени , второй выход которого соединен с первым входом блока 3 управлени подгоночным инструментом, между инвертирующим входом и выходом операционного усилител 4 включен образцовый резистор 5, выход операционного усилител 4 через нуль-орган б соединен с входом блока 2 управлени и с первым входом двухпозиционного переключател 7, один выход которого соединен с вторым входом блока 3 управлени подгоночным инструментом, а второй выход - с входом индикатора 8, второй вход - с третьим вы ходом блока 2 управ.лени , четвертый выход которого подключен к цифровому входу второго коммутатора 9, выходы которого соединены с масштабным блоком, состо щим из резисторов 10. (,..., 10.п,а аналоговый вход подключен к неинвертирующему входу операционного усилител 4 и к Первому выходу первого коммутатора 1, второй выход которого подключен к аналог-овому входу третьего коммутатора 11, выходы которого через блок добавочных резисторов 12,1-12 п (Кб,л соединены с инвертирующим входом операционного усилител 4, а цифровой вход - с п тым выходом блока управлени . На фиг. 1 также показаны подгон ема резистбрна сетка ,с резисторами 13.1-13.6 и клемма 14 дл подключени источника эталонного напр жени . На фиг. 2 представлен сформированный эталон 15 подгонки тетрады резисторной сетки двоичной, структуры , ограниченной резисторами св зи сопротивлени ми свол На фиг. 3 представлен сформированный эталон 15 подгонки тетрады резисторной сетки двоично-дес тичной структуры, ограниченной резисторами св зи с сопротивлени ми Rf-a; о . cen-i Дл осуществлени работы устройс ва необходимо подключить выходы ра р дных резисторов подстраиваемой резисторной сетки к соответствующим входным клеммам устройства, а на клемму 14 подать эталонное напр жение. Пусть сопротивление резисторов св зи подгон емой резисторной сетки равно 7,5 R , что соответствует двоичному ЦАП с сеткой, представ ленной на фиг. 2 (при сопротивлении резисторов св зи 3,6R - двоично-де с тичному ЦАП на фиг, 3). Устройство работает следующим об разом. Подбирают эталон подгонки младшей разр дной секции. При этом блок 2 управлени через коммутатор 1 под ключает младший разр д - резистор 13.1 с сопротивлением R сетки к не инвертирующему входу усилител 4, балластный резистор 13.5 с сопротивлением Rg одновременно подключаетс к аналоговому входу коммутатора 11, а неинвертирующий вход усилител 4 через коммутатор 9 - к одному из входов масштабного блока, например резистору 10.1, сопротивление которого рав,но R Дл подгонки резисторных сеток структур, изображенных на фиг. 2 и фиг. 3, номингшы резисторов масштабного блока достаточно выбрать: резистор 10,, 10.2 10.3 , 10.4 |-. После.этого .блок 2 управлени подключает поочередно аналоговый вход коммутатора 11 к его выходам, которые в свою очередь соединены с входами блока добавочных резисторов 12.1-12. с сопротив лением Rg % Rtf, причем номиналы резисторов бло ;ка добавочных резисторов увеличиваютс с определенной гргщацией. Когда сработает нуль-орган 6, то ег сигнал, поступа на блок 2 управлени , становитс запрещак цим дл сигналов управлени коммутатором 11 ; в3 блоке 2 управлени фиксируетс номер такта, на котором произошел останов . Этот номер определ ет номинал добавочного резистора блока добавочных резисторов. Одновременно сигнал с нуль-органа 6 через двухпозиционный переключатель 7 поступает на индикатор 8, который фиксирует конец ; одного цикла поиска эталона 15 под-/ Г2Нки.. . Йайденный таким образом эталон 15 подгонки младшего разр да будет удовлетвор ть условию i.nRb+Rgi R r где сопротивление RI резистора 13,1 должно &ыть подогнйно по весу до со-, противлени 8 R. Второй цикл поиска эталона подгонки младшей тетрады начинаетс с подключени блоком 2 управлени следующего разр да (резистора 13,2 с сопротивлением R сетки 13) к неинвертирующему входу усилител 4, переключени коммутатором 9 неинвертируницего входа усилител 4 на резис- . тор 102- 2 масштабного блока, в соответствии со следующим весом сетки (фиг. 2) резистор с сопротивлением Rg остаетс подключенным к входу коммутатора 11. . Затем блок 2 управлени вновь поочередно подключает вход коммутатора 11 к блоку добавочных резисторов , начина с резистора с сопротивлением Rg- , до тех пор пека не сработает нуль-орган 6 и не выдаст на блок 2 управлени сигнал останова переключени коммутатора 11. При эгом в блоке 2 управлени вновь фиксируетс номер такта, на котором .произошел останов, т.е.-на котором выполнилось соотношение , 3tnM 6 R k2-R2, где сопротивление R резистора 13.2 должно ть подогнано по весу до сопротивлени 4R. Следующие циклы поиска эталона младшей тетради производ тс аналогично , до выполнени соотношений 3nn-7 6 R J4-R3, . 9ТП-з б с 8-К4. Сопротивлени Rg ,Kg, , Kg ,Rg- блока добавочных резисторов определ ютс номером такта j , k ,f,с,на котором срабатывает нуль-орган 6. После этого блок 2 управлени подключает один из резисторов блока добавочных резисторов, сопротивление которого соответствует максимал ному H3Bg. fRgK , ,R, и подсоедин ет его к выводу резистора 13.5 резисторной сетки. Тем самым формируетс эталон 15 подгонки всей младшей тетрады который можно выразить как ,,; относительно этого эталбна производитс подгонка разр дных резисторов всей тетрады. Если подгон етс двоично-дес тична сетка, соответствую ща фиг. 3, то дл выбора эталона подгонки ее тетрады, масштабный блок должен лишь три раза за четыре цикла поиска эталона подгонки измен ть свой масштаб. Эталон подгонки следукадей тетрады организуетс аналогично, однако при этом подогнанна ранее тетрада при помощи коммутатора 1 образует эквивалентное сопротивление эГ-ЛК.ЧКэ1«411 б После подгонки разр дных резисторов тетрады следует подогнать i -и резистор св зи. При этом блок 2 управлени переключает аналоговый вход коммутатора 11 с входа i блока добавочных резисторов, на тот вход блока добавочных резисторов, где отключен добавочный резистор с сопротивлением %( Р помощи которого был образован эталон подгонки тетрады. Затем подгон ют (увеличивают сопротивление ) резистор с сопротивлением на величину добавочного сопротивлени Rtf- , Балластный резистор 13.5 сетки в подавл ющем большинстве случаев не требует подгонки, так как его вли ние на подогнанную сетку сравнительно .несущественно. Блок 3 управлени подгоночным инструментом должен останавливать работу инструмента подгонки при переходе выходным напр жением усилител . 4 через нулевую границу: при подгонке разр дных резисторов тетрады из положительной зоны в отрицательную , и наоборот, при подгонке резисторов св зи. Технико-экономический эффект изобретени состоит в том, что устройство позвол ет непрерывным циклом осуществл ть поразр дную подгонку резисторных сеток различных цепочных структур, отличных от сеток ипа к - 2R, что существенно расши ет его функциональные, возможности.The invention relates to the control of the measuring technique and can be used in the functional adjustment of the resistor grids of the digits of the analogue converters (DAC). A device is known, the functional fitting that contains the fittings of the CLP, the resistor store, the measuring instrument. The functional fit is that the resistor grid is made up of discrete thin-film resistors sorted with the required accuracy according to the value of the nominal value set by the resistor box l. A disadvantage of the known devices is the impossibility of a functional adjustment of the resistor grids of the D / A converter made on the same substrate. The closest in technical essence to the present invention is a control and management device for functional adjustment of a DAC resistor grid comprising a first switch, whose analog inputs are connected to the input terminals of the device, the digital input is connected to the first output of the control, the second output of which is connected to the first input of the unit control of the 2J fitting tool. However, this device does not allow for an effective fit of resistor grids made in a structure different from the R-2 structure ((for example, with binary-weighted resistors, binary ones, etc.). This is because at the adjustment stage, an elementary divider can have, in one of the arms formed by the discharge resistor, a resistance greater than the resistance of the other shoulder of the elementary divider, whose resistors were fitted in the previous stages. A laser podgony or, for example, a fit of a discharge resistor by a jet of abrasive is not possible, since its resistance value and so is higher than the shoulder resistance of the previously fitted part. The purpose of the invention is to expand the functionality of the set, which is achieved in the device controlling and controlling the functional fitting of the resistor grids of digital-to-analog converters containing the first switch, the analog inputs of which are connected to the input terminals of the device, the digital input to the first output of the control unit , the second output of which is connected to the first input of the control unit by the fitting instrument, a null organ, an indicator, a two-position switch, a second and third switches, a large-scale block, auxiliary resistors block, an operational amplifier are inserted, between the inverting input and the output of which the reference resistor is turned on, the output of the operational amplifier through the null organ j is connected to the input of the control unit and with the first input of a two-position switch one output of which is connected to the second input of the control unit is fitted m, and the second output is with the indicator input, the second input is with the third output of the control unit, the fourth output of which is connected to the digital input of the second switch, the outputs of which are connected to the inputs of the scale unit, and the analog input is connected to the noninverting input of the operational amplifier and to the first the output of the first switch, the second output of which is connected to the analog input of the third switch, the outputs of which are connected to the inverting input of the operational amplifier through a block of additional resistors, and the digital the grand input is with the fifth output of the control unit. FIG. 1 shows a diagram of a device for monitoring and controlling the functional adaptation of resistor grids of a DAC; in fig. 2 - resistor grid whose weights correspond to the binary code; in FIG. 3 - the same, the weights of which correspond to the binary code 1-2-2-4. The device for controlling and controlling the functional adjustment of the DAC resistor grids contains the first cocmutator 1, whose analog inputs are connected to the input terminals of the device, the digital input is connected to the first output of control unit 2, the second output of which is connected to the first input of control unit 3 between the inverting input and The output of the operational amplifier 4 is connected to an exemplary resistor 5, the output of the operational amplifier 4 is connected via a null organ b to the input of the control unit 2 and to the first input of the two-position a switch 7, one output of which is connected to the second input of the control unit 3 by a fitting tool, and the second output - to the input of the indicator 8, the second input - to the third output of the control unit 2, the fourth output of which is connected to the digital input of the second switch 9, the outputs of which are connected to a scale unit consisting of resistors 10. (, ..., 10.p. and the analog input is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 4 and to the first output of the first switch 1, the second output of which is connected to the analog input rubs its switch 11, which outputs through the block additional resistors 12,1-12 n (kB, L are connected to the inverting input of operational amplifier 4, a digital input - a fifth output of the control unit. FIG. Figure 1 also shows an adjustable resistor grid, with resistors 13.1-13.6 and a terminal 14 for connecting a reference voltage source. FIG. 2 shows the formed standard 15 for fitting a tetrad of a resistor grid of a binary structure bounded by communication resistors with resistances. In FIG. Figure 3 shows the formed standard 15 for fitting the tetrad of a resistor grid of a binary-decimal structure, limited by coupling resistors with resistances Rf-a; about . cen-i In order to operate the device, it is necessary to connect the outputs of the series resistors of the adjustable resistor grid to the corresponding input terminals of the device, and to the terminal 14 to apply the reference voltage. Let the resistance of the coupling resistors of the adjustable resistor grid be 7.5 R, which corresponds to a binary DAC with the grid shown in FIG. 2 (when the resistance of the connection resistors is 3.6R - binary with the typical DAC in FIG. 3). The device works as follows. A standard for fitting the lower bit section is selected. In this case, the control unit 2 via switch 1 connects the lower-order resistor 13.1 with grid resistance R to the non-inverting input of amplifier 4, the ballast resistor 13.5 with resistance Rg is simultaneously connected to the analog input of switch 11, and the non-inverting input of amplifier 4 through switch 9 - to one of the inputs of the scale block, for example, the resistor 10.1, whose resistance is equal to, but R To fit the resistor grids of the structures shown in FIG. 2 and FIG. 3, the resistors of the scale block are sufficient to choose: resistor 10 ,, 10.2 10.3, 10.4 | -. After this, the control unit 2 connects in turn the analog input of the switch 11 to its outputs, which in turn are connected to the inputs of the block of additional resistors 12.1-12. with resistance Rg% Rtf, and the ratings of the block resistors as additional resistors increase with a certain increase. When the null organ 6 is triggered, then its signal arriving at the control unit 2 becomes a prohibition for the control signals of the switch 11; In block 3 of control 2, the number of the cycle at which the shutdown occurred is recorded. This number determines the value of the auxiliary resistor of the auxiliary resistor block. At the same time the signal from the zero-body 6 through the dip switch 7 is supplied to the indicator 8, which fixes the end; one cycle of search of the standard 15 pod- / G2Nki ... A low-order fit standard found in this way will satisfy the condition i.nRb + Rgi R r where the resistor RI of the resistor 13.1 must & be matched in weight to match the resistance of 8 R. from connecting the next bit control unit 2 (resistor 13.2 with resistance R of grid 13) to the non-inverting input of amplifier 4, switching switch 9 of the non-inverting input of amplifier 4 to res. The torus 102-2 of the scale unit, in accordance with the following grid weight (Fig. 2), the resistor with resistance Rg remains connected to the input of the switch 11.. Then the control unit 2 again alternately connects the input of the switch 11 to the block of additional resistors, starting with a resistor with resistance Rg-, until the pitch does not operate the null organ 6 and will not issue a switch switching signal to control unit 2. When it is in the unit 2, the number of the cycle on which the stop occurred, i.e., where the correlation was fulfilled, is recorded again, 3tnM 6 R k2-R2, where the resistance R of resistor 13.2 must be adjusted in weight to 4R. The following search cycles of the standard of the lowest notebook are performed similarly, until the ratios 3nn-7 6 R J4-R3, are met. 9TP-z b with 8-K4. The resistors Rg, Kg,, Kg, Rg - of the block of additional resistors are determined by the cycle number j, k, f, s, on which the zero-body 6 operates. After this, the control block 2 connects one of the resistors of the block of additional resistors, whose resistance corresponds to maximum hom H3Bg. fRgK,, R, and connects it to the resistor 13.5 of the resistor grid. Thereby, the standard 15 of the fit of the entire lower tetrad is formed which can be expressed as,; in relation to this standard, the discharge resistors of the entire tetrad are fitted. If a binary-decimal grid is fitted, the corresponding FIG. 3, then to select a standard for fitting its tetrad, the scale unit must change its scale only three times in four cycles of searching for a standard of fitting. The standard for fitting the tetrad tracks is organized in the same way, however, the previously adjusted tetrad using switch 1 forms the equivalent resistance of the EH-LC.HKe1 "411 b. After adjusting the discharge resistors of the tetrad, the i -th communication resistor should be adjusted. The control unit 2 switches the analog input of the switch 11 from the input i of the additional resistors block to that input of the additional resistors block where the additional resistor with resistance% is disconnected (P whose help the tetrad fitting standard was formed. Then the resistor is adjusted (increase)) resistance to the value of the additional resistance Rtf-, the ballast resistor 13.5 of the grid in the overwhelming majority of cases does not require adjustment, since its effect on the fitted grid is relatively insignificant. The fit tool must stop the fit tool when the output voltage of the amplifier 4 goes through the zero border: when fitting the tetrad discharge resistors from the positive to the negative zone, and vice versa, when fitting the communication resistors. The technical and economic effect of the invention is that the device allows a continuous cycle to carry out a random fit of the resistor grids of various chain structures other than Ip k-2R grids, which significantly expands its functional capabilities; living conditions.

KcRi lllSKKcRi lllSK

Фиг гFIG g

.бЯ.by

,sx ISsx is

CZD CZD

п Пp p p

j I - ... .. ..ц|j I - ... .. ..ts |

йа.дya.d

Claims

DEVICE FOR CONTROL AND MANAGEMENT OF FUNCTIONAL ADJUSTMENT OF RESISTOR NETWORKS OF DIGITAL ANALOGUE CONVERTERS, containing the first switch, the analog inputs of which are connected to the input terminals of the device, the digital input - with the first output of the control unit, the second output of which is connected to the first input of the control unit; ; a night instrument, characterized in that, in order to expand the functionality, a zero-organ indicator, a two-position switch, second and third switches, a scale block, an additional resistor block, an operational amplifier, are inserted into it between the inverting input and output of which exemplary resistor, the output of the operational amplifier through a zero-organ is connected to the input of the control unit and to the first input of the on-off switch, the first output of which is connected to the second input of the control unit instrument, and the second output is with the indicator input, the second input is with the third output of the control unit, the fourth output of which is connected to the digital input of the second switch, § the outputs of which are connected to ~ the inputs of the scale unit, and the analog input is connected to the non-inverting input of the operating amplifier and to the first output of the first switch, the second output of which is POD-S of the keys to the analog input of the third switch, the outputs of which are connected through the block of additional resistors to the inverting input of the operational amplifier, and digital input - with the fifth output of the control unit.