SU1083359A1

SU1083359A1 - Преобразователь код-ток

Info

Publication number: SU1083359A1
Application number: SU823436279A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Водеников
Original assignee: Предприятие П/Я В-2969
Priority date: 1982-05-06
Filing date: 1982-05-06
Publication date: 1984-03-30

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ТОК, содержащий первый резистор, стабилитрон, первый вывод которого подключен к шине источника питани , второй вывод к неинвертирующему входу операционного усилител , первый резистивный делитель тока, л выходов которого подключены соответственно к первым входам п источников тока, вторые входы которых соединены между собой, первые выходы подключены соответственно к П выходам второго резистивного делител тока, вторые выходы - к входам П переключателей тока, первые аналоговые выходы которых подключены к общей шине, вторые аналоговые выходц к шине выходного тока, цифровые входы - соответственно к п шинам преобразуемого кода, отлич ающийс тем, что, с целью повышени точности преобразовани в широком миапазоне температур, в него введен второй резистор, первый вывод которого подключен к вторым входам п источников тока, второй вывод - к первому выводу первого резистора и к инвертирующему входу операционного усилител , б неинвертирующий вход которого подключен к входу первого резистивного делител тока, выход - к входу второго резистивного делител тока, при этом второй вывод первого резистора подключен к шине источника питани .

Description

00 00 00

ел

со Изобретение относитс к автоматике и аналоговой вычислительной технике и предназначено дл использовани в аналого-цифровых и цифроаналог вых преобразовател х. Известен преобразователь код-ток содержащий токозадающий резисторньш делитель, включающий тетрады взвешенных по двоичному закону резисторов R, 2R, 4R, 8R и резистор термокомпенсации , тетрады транзисторов ге нераторов и переключателей токов с транзистором термокомпенсацик, выходной резисторный делитель тока, источник стабильного тока и операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к земл ной шине, выход - к входу резисторного токозадающего делител , а неинвертирующий вход - к коллектору транзистора термокомпенсации , эмиттер которого подключен к резистору термокомпенсации, а база - к источнику напр жени смещени и к базам транзисторов тетрад генераторов токов, коллекторы транзисторов в тетрадах которых объединены между собой и подключены к соответствующим входам выходного делител тока, а эмиттеры подключены к соответствующим резисторам разр до токозадающего делител и к соответст вующим аналоговым входам переключате лей токов разр дов, аналоговые выходы которых подключены к земл ной шине, а цифровые входы - к шинам включени данных разр дов, причем с целью уменьщени погрешности преобра зовател , вызванной различием Ug транзисторов соседних разр дов из-за разных значений токов в них, площади эмиттеров транзисторов в тетрадах взвешены по двоичному закону пропорционально токам, протекающим через них с 1. Недостатком способа компенсации различий Uj53 вл етс то, что он при водит к усложнению технологии, а дл гибридных схем отказываетс часто неприемлемым , так как термокомпенсаци проводитс старшей тетрады источ йиков токов, а поэтому дл хорощей термокомпенсации изменений Ug- транзисторов остальных тетрад источников токов необходимо их размещение на од ном кристалле со старшей тетрадой. Кроме того, в данных преобразовател требуетс выходной делитель тока из прецизионных резисторов, имеющих малый ТКС и изготовленньЕХ с высокой точностью. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс преобразователь код-ток, содержащий первый резистор, стабилитрон, первый вывод которого подключен к шине источника питани , второй вывод - к неинвертирующему входу операционного уснлител , первый резистивный делитель тока, п выходов которого подключены соответственно к первым входам п источников тока, вторые входы которых соединены между собой, первые выходы подключены соответственно к п выходам второго резистивного делител тока, вторые выходы - квходам п переключателей тока, первые аналоговые которых подключены к общей шине, вторые аналоговые выходы к шине выходного тока, цифровые входы - соответственно к п шинам преобразуемого кода. Температурна стабилизаци тока каждого разр да осуществл етс индивидуально , что позвол ет хорошо компенсировать погрешности преобразовател , вызванные токами базы транзисторов генераторов токов и различием транзисторов, генераторов токов разных разр дов 2. Недостатком известного преобразовател вл етс то, что в нем первый делитель должен быть изготовлен из прецизионных резисторов, имеющих малый ТКС и высокую точность изготовлени . Кроме того, в преобразователе существует погрешность из-за изменени базовых токов транзисторов источников разр дных токов и изменени напр жени на стабилитроне при изменении напр жени питани . Цель изобретени - повыщепие точности преобразовани в широком диапазоне температур. Указанна цель достигаетс тем, что в преобразователь код - ток, содержащий первый резистор, стабилиTpoHj первый вывод которого подключен к шине источника питани , второй вывод - к неинвертирующему входу операционного усилител , первый резистивный делитель тока, п выходов которого подключены соответственно к первым входам п источников тока, вторые входы которых соединены между собой5 первые выходы подключены соответственно к п выходам второго 31 резистнв))ого делител тока, вторье выходы - к входам п переключателей тока, первые аналоговые выходы которых подключены к общей шине, вторые аналоговые выходы - к шине выходного тока, цифровые входы - соответственно к Г шинам преобразуемого кода, введен второй резистор, первый вывод которого подключен к вторым входам П источников тока, второй вывод к первому выводу первого резистора и к инвертирующему входу операционного усилител , неинвертирующий вход кото рого подключен к входу первого резис тивного делител тока, выход - к входу второго резистивного делител тока, при этом второй вывод первого резь:стора подключен к шине источника питани . На фиг.1 приведена структурна схгма преобразовател код-ток, на фиг.2 - принципиальна схема источни ка, тока одного разр да. Преобразователь содержит первый резистор 1, стабилитрон 2, первый вывод которого соединен с вторым выводом первого резистора 1, второй вывод - с неинвертирующим входом опе рационного усилител 3 и входом первого резистивного делител 4 тока Инвертирующий вход операционного уси лител 3 подключен к первому выводу первого резистора 1, выход - к входу второго резистивного делител 5 тока П выходов первого резистивного делител 4 тока подключены соответст венно к первым входам п источников 6 тока, вторые входы которых соединены между собой, первые выходы подклю чены соответственно к П выходам второго резистивного делител 5 тока, вторые выходы - к входам п переключателей 7 тока, первые аналоговые выходы которых подключены к общей шине 8, вторые аналоговые выходы к шине 9 выходного тока, цифровые входы - соответственно к п. шинам 10 преобразуемого кода. Первый вывод второго резистора 1 1 подключен к вторым входам источников 6 тока, второй вывод - к первому выводу первого резистора 1, второй вывод которого подключен к шине 12 источника питани . Схема источника тока одного разр да (фиг.2) включает второй выход 1 первый вход 14, первый выход 15, второй вход 16, и транзисторы 17-19 94 Преобразователь работает следующим образом. После включени питани опорное напр жение U2 со стабилитрона 2 поступает на неинвертирующий вход операционного усилител 3, на выходе которого устанавливаетс такое напр жение , прикладываемое к входу второго резистивного делител 5, при котором ток, протекающий через этот делитель , вторые входы и первые выходы источников 6 токов, второй резистор 11 (R11) и первый резистор 1 (R1), вызывает падение напр жени на резисторе 1, равное 2 . Ток через резисторы 1 и 11 поддерживаетс посто нным, равным , независимо от температурного или временного изменени сопротивлений резистивных делителей 4 и 5 тока и изменени напр жени питани . При этом на резисторе 11 возникает падение напр жени гт-Rl1, которое прикладываК1 етс к вторым входам источников 6 токов , на первых входах которых возникает такое же напр жение, прикладываемое к разр дным резисторам первого делител 4, в которых при этом протекают разр дные токи, поступающие с выходов источников 6 тока на аналоговые входы переключателей 7 токов и коммутирующие либо на общую шину 8, либо на шину 9 выходного тока преобразовател в зависимости от нулевого или единичного значени сигнала на шинах 10 преобразуемого кода. Через стабилитрон 2 также протекает посто нный ток, равный току, протекающему через первый резистивный делитель 4 независимо от изменени напр жени питани . Выходной ток каждого разр да определ етс выражением If R4.-2Z.(1t4KT) где U2 - напр жение на стабилитро} е 2; R - сопротивление первого резистора 1 ; R11 - сопротивление второго резистора 1 1; R4 - входное сопротивлений делител 4;

1 - номер разр да; 41 К.t - погрешность коэффициента передачи резистивного делител дл i-го разр да, разность токов базы транзисторов 17 и 19 i-ro разр да ,

ЛОг -- разность напр жений базаэмиттер транзисторов 17 и 18 i-ro разр да.

Составл ющие тока разр да не завис т от напр жени питани , так как токи, протекающие через стабилитрон 2 и транзистор 17, посто нны и не завис т от напр жени питани .

Первый 4 и второй 5 резистивные делители могут быть выполнены либо с весовыми резисторами R, 2R,...;2 XR (где n - число разр дов), либо с цепочкой резисторов R-2R, причем точность изготовлени второго делител может быть в 2-5 раз ниже, чем первого. Дл хорошей термостабилизации разр дных токов резисторы в делител х должны быть согласованы по ТКС, что легко достигаетс при их интегральном исполнении. Резистор 11 должен быть изготовлен совместно с первым резистивным делителем 4 тока в интегральном исполнении.

Технико-экономический эффект при использовании изобретени заключаетс в повышении точности преобразовани в диапазоне температур и уменьшении составл ющей погрешности, вызванной изменением напр жени питани , так как введение второго резистора с соответствунйцими св з ми, а также изменение св зей внутри преобразовател позвол ет применить в нем интегральные резистивные делители с резисторами , имею1цими большой, но согласованный ТКС, а также обеспечить посто нство токов, протекающих через стабилитрон , резистор термокомпенсации, источники тока и резистивные делители при изменени х напр жени питани .

Т

п

У 1 L

0 i

./

15

17

IS1

13

С

78

(риг. 2.

Claims

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ТОК, содержащий первый резистор, стабилитрон, первый вывод которого подключен к шине источника питания, второй вывод - к неинвертирующему входу операционного усилителя, первый резистивный делитель тока, η выходов которого подключены соответственно к первым входам η источников тока, вторые входы которых соединены между собой, первые выходы подключены соответственно к

П выходам второго резистивного делителя тока, вторые выходы - к входам П переключателей тока, первые аналоговые выходы которых подключены к общей шине, вторые аналоговые выходы к шине выходного тока, цифровые входы - соответственно к η шинам преобразуемого кода, о т л и ч ающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразования в широком _миапаздне температур, в него введен второй резистор, первый вывод которого подключен к вторым входам η источников тока, второй вывод - к первому выводу первого резистора и к инвертирующему входу операционного усилителя, § неинвертирующий вход которого подключен к входу первого резистивного делителя тока, выход - к входу второго резистивного делителя тока, при этом второй вывод первого резистора подключен к шине источника питания.