SU1659922A1

SU1659922A1 - Устройство дл управлени сопротивлением регулируемого резистивного элемента

Info

Publication number: SU1659922A1
Application number: SU884606555A
Authority: SU
Inventors: Алексей Михайлович Кузюкин; Михаил Николаевич Краснов
Original assignee: Московский Инженерно-Физический Институт
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1988-11-15
Publication date: 1991-06-30

Abstract

Изобретение может быть использовано в аналого-цифровой полупроводниковой схемотехнике Цель изобретени - повышение точности, что достигаетс введением регулируемых дифференциальных рези- стивных элементов 1 1-1,N (РДРЭ), дифференциального усилител 11, регулируемых источников 6-8 тока, инвертирующего усилител 4 и первого и второго интегрирующих конденсаторов 5.1 и 5.2, образцового резистора 9, источника 10 опорного напр жени .Принцип работы основан на выравнивании сопротивлений образцового резистора 9 и РДРЭ 1 ил.

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аналого-цифровой полупроводниковой схемотехнике.

Целью изобретения является повышение точности управления сопротивлением 5 за счет снижения коммутационных помех.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства ; вместе с настраиваемыми регулируемыми i резистивными элементами. ' 10

Устройство содержит регулируемый дифференциальный резистивный элемент

I. 1, выполненный на первом 2,1, втором 2.2, третьем 2,3 и четвертом 2.4 МДП-транзисторах, операционный усилитель 3, инвертиру- 15 ющий усилитель 4, первый 5.1 и второй 5.2 : конденсаторы, первый 6, второй 7 и третий 8 согласованные источники тока, образцовый резистор 9, источник 10 опорного на пряжения и дифференциальный усилитель 20

II. Сток (исток) первого МДП-транзистора 2.1 соединен со стоком (истоком) второго МДП-транзистора 2.2 и является вторым выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1, исток (сток) пер- 25 вого МДП-транзистора 2.1 соединен со стоком (истоком) третьего МДП-транзистора 2.3 и является первым выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1, исток (сток) четвертого МДП- 30 транзистора 2.4 соединен с истоком (стоком) третьего МДП-транзистора 2.3 и является третьим выводом регулируемого ; дифференциального резистивного элемента 1.1, сток (исток) четвертого МДП-транзи- 35 стора 2.4 соединен с истоком (стоком) ; второго МДП-транзистора 2.2 и является четвертым выводом регулируемого диффе. ренциального резистивного элемента 1.1. Затворы первого 2,1 и четвертого 2.4 МДП- 40 транзисторов соединены с первой шиной питания. Подложки первого2.1 ,второго2.2, третьего 2.3 и четвертого 2.4 МДП-транзисторов соединены с второй шиной питания.

Затворы второго 2.2 и третьего 2.3 МДП- 45 транзисторов соединены с выходом инвертирующего усилителя 4 и являются входом управления регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1. Неинвертирующий вход операционного усилителя 3 50 соединен с четвертым выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1, который через третий согласованный источник 8 тока соединен с первой шиной питания, а через второй конденсатор 55 5.2 - с общей шиной, третьим выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1 и первым выводом образцового резистора 9, второй вывод которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 11 и первым выводом первого источника 6 тока, вход управления которого соединен с выходом дифференциального усилителя 11, ин5 вертирующий вход которого подключен к источнику 10 опорного напряжения. Второй вывод первого источника 6 тока соединен с первой шиной питания.

Кроме того, на чертеже показаны вто10 рой 1.2, третий 1.3 .... N-й 1.N регулируемые дифференциальные резистивные элементы, для управления сопротивлением которых и служит предлагаемое устройство.

Устройство работает следующим обра15 зом.

Принцип работы устройства основан на параметрическом способе управления сопротивлением регулируемого дифференциального резистивного элемента (РДРЭ) 1.1, 20 которое устанавливается пропорциональным сопротивлению образцового резистора

9. При этом сопротивление РДРЭ 1.1 контролируется посредством подачи напряжения и_с на его вход управления. При этом 25 разность токов h и 1з РДРЭ 1.1, протекающих через его первый и четвертый выводы, от напряжения между его вторым и третьим выводами Uon имеет линейную зависимость:

11 -12 = 2K(Ugi - Ug2) Uon, (1) где К - крутизна МДП-транзистора (МДП-Т);

Ugi “ напряжение на затворах первого

2.1 и четвертого 2.4 МДП-Т;

Ug2 - напряжение, на затворах второго 35 2.2 и третьего 2.3 МДП-Т. <

При подаче на инвертирующий вход дифференциального усилителя (ДУ) 11 напряжения Uon с выхода источника 10 опорного напряжения напряжение на 40 неинвертирующем входе ДУ 11 устанавливается также равным Uon в результате действия отрицательной обратной связи с выхода ДУ 11 на вход управления первого согласованного источника 6 тока. По этой 45 причине значение тока Ι_οπ, протекающего через образцовый резистор 9, равно: 1_Оп= sUon/R, где R - сопротивление образцового резистора 9. Так как второй 7 и третий 8 источники тока согласованы с первым ис50 точником 6 тока, через них также начинает протекать ток I = Ion* А, где А - постоянный коэффициент. Одновременно начинают течь токи и через РДРЭ 1.1. С учетом направления токов, протекающих через РДРЭ 55 1.1 и второй 7 и третий 8 источники тока, можно заключить, что в случае неравенства этих токов между собой разностными токами будут заряжаться первый 5.1 и второй 5.2 конденсаторы. По этой причине, если ток, протекающий через РДРЭ 1.1 на инвертиру5 ющий вход операционного усилителя (ОУ) 3, будет меньше тока, протекающего через второй источник 8 тока, разностный ток начнет заряжать первый конденсатор 5.1. Это приведет к тому, что напряжение на выходе 5 ОУ 3 увеличится, а на выходе инвертирующего усилителя 4 уменьшится, вызвав тем самым уменьшение сопротивления РДРЭ

1.1 (см. выражение (1)). По этой причине ток через него будет увеличиваться до тех пор, 10 пока он не сравняется с током второго источника 8 тока. В этот момент токи через первый 5.1 и второй 5.2 конденсаторы перестанут течь и на выходе инвертирующего усилителя 4 установится такое управляю- 15 щее напряжение U_c. которое приведет к выравниванию сопротивления РДРЭ 1.1 с сопротивлением образцового резистора 9 с коэффициентом пропорциональности, равным 2А. Действительно, какуказывалось ра- 20 нее I = (Uon/R) А. Приравнивая ток второго источника 8 тока I к току на первом выводе РДРЭ 1.1-11, получим

K(UG1 - UG2) = A/R, (2) где правая часть равенства (2) является по- 25 ловиной проводимости РДРЭ 1.1. По этой причине сопротивление РДРЭ 1.1 оказывается равным сопротивлению образцового резистора 9 с коэффициентом пропорциональности. равным 2А. 30

Если на одной полупроводниковой подложке разместить какие-либо другие устройства, содержащие в своем составе РДРЭ 1.2· 1 .N, параметры которых согласованы с параметрами первого РДРЭ 1.1 и на входы 35 управления которых подается сигнал управления U_c с выхода предлагаемого устройства, то абсолютные значения сопротивлений РДРЭ 1.2..... 1.N будут управляться значением сопротивления образцового резисто- 40 ра 9. При воздействии на полупроводниковую подложку различных дестабилизирующих факторов (температуры и т.д.) те же факторы будут действовать и на устройство, приводя к изменению Uc 45 таким образом, чтобы сопротивление РДРЭ

1.1, а значит, и сопротивления РДРЭ 1.2.....

1.N не изменялись.

В предлагаемом устройстве обработка сигнала осуществляется непрерывно (без 50 эффектов дискретизации), чем и достигается повышение точности контроля сопротивления РДРЭ за счет устранения коммутационных помех.

Claims

Ф.ормула изобретения 55

Устройство для управления сопротивлением регулируемого резистивного элемента, содержащее регулируемый резистивный элемент, идентичный управляемому, источник опорного напряжения, первый конденсатор, включенный между неинвертирующим входом и выходом операционного усилителя, причем выход операционного усилителя соединен с первым выводом регулируемого резистивного элемента, второй вывод которого соединен с источником опорного напряжения, а вход управления регулируемого резистивного элемента соединен с клеммой для подключения управляемого резистивного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления сопротивлением за счет снижения коммутационных помех, в устройство введены три согласованных источника тока, образцовый резистор, второй конденсатор, дифференциальный усилитель и инвертирующий усилитель, регулируемый резистивный элемент выполнен дифференциальным и содержит четыре МДП-транзистора одинакового типа проводимости, причем сток первого МДП-транзистора соединен со стоком второго МДП-транзистора и служит вторым выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента, исток первого МДП-транзистора соединен со стоком третьего МДП-транзистора и служит первым выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента, исток четвертого МДП-транзистора соединен с истоком третьего МДП-транзистора и является третьим выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента, сток четвертого МДП-транзистора соединен с истоком второго МДП-транзистора и служит четвертым выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента, затворы первого и четвертого МДП-транзисторов соединены с первой шиной питания, подложки всех МДП-транзисторов соединены с второй шиной питания, а затворы второго и третьего МДП-транзисторов соединены с выходом инвертирующего усилителя и являются входом управления регулируемого дифференциального резистивного элемента, причем вход инвертирующего усилителя соединен с выходом операционного усилителя, инвертирующий вход которого через второй источник тока соединен с второй шиной питания, а неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с четвертым выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента, который через третий согласованный источник тока соединен с первой шиной питания, а через второй конденсатор - с общей шиной, третьим выводом регулируемого дифференциального резистивного элемента и первым выводом образцового резистора, второй вывод кото7 рого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя и первым выводом первого источника тока, второй вывод которого соединен с первой шиной питания, причем инвертирующий вход 5 дифференциального усилителя соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя соединен с управляющим входом первого источника тока.