SU828398A1 - Цифро-аналоговый преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  преобразовани  информации, представленной в цифровом виде, в аналоговую форму - ток или напр жение, и может быть использовано дл  осуществлени  св зи цифровых устройств с аналоговыми устройствами.

Известен цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), содержащий источник образцового тока, выполненный или в виде устройства со взвещенными резисторами и с источником образцового напр жени , ключи , коммутирующие разр дные токи во входную цепь буферного усилител  - преобразовател  тока в напр жение, выполненного на операционном усилителе 1.

Однако данный ЦАП имеет более низкое быстродействие, чем ЦАП, построенный на токовых ключах и не использующий операционного усилител .

Известен цифроаналоговый преобразователь , содержащий блок источников разр дных токов, выходы которого соединены с входами блока переключателей токов, выходы которого подключены к эмиттеру транзистора р-п-р-типа, база которого соединена с выходом источника напр жени  смещени  2.

Недостаток такого ЦАП - наличие вли ни  на точность и врем  преобразовани 

температурного и режимного изменени  параметров транзистора, в эмиттерной цепи которого происходит суммирование разр дных токов.

Цель изобретени  состоит в повыщении точности и быстродействи .

Достигаетс  это тем, что в цифроаналоговый преобразователь, содержащий блок источников разр дных токов, выходы которого соединены с входами блока переключателей токов, выходы которого подключены к эмиттеру транзистора р-п-р-типа, база которого соединена с выходом источника напр ж;ени  смещени , введено два

дополнительных источника напр жени , три резистора и токовое зеркало, выполненное на двух транзисторах п-р-л-типа, причем коллектор транзистора р-п-р-типа соединен с коллектором и базой первого транзистора п-р-л-типа и базой второго транзистора п-р-л-типа, эмиттеры первого и второго транзисторов л-р-л-типа подключены к выходу первого дополнительного источника напр жени , первый коллектор второго транзистора л-р-л-типа соединен с эмиттером транзистора р-л-р-типа , второй коллектор второго транзистора л-р-л-типа подключен к выходной шине и первому выводу первого резистора, второй вывод которого через второй резистор

Соединен с эмиттером транзистора р-л-ртипа , а через третий резистор подключен к выходу второго дополнительного источника напр жени  и входу блока источников разр дных токов.

На чертеже приведена принципиальна  схема предлагаемого ЦАП.

Предлагаемый ЦАП содержит блок 1 источников разр дных токов, блок 2 переключателей разр дных токов, управл ющие входы которого соединены с входом 3 ЦАП, а выходы объединены и подключены к эмиттеру р-п-р транзистора 4, база которого соединена с источником напр жени  смещени  5, а коллектор с входом 6 токового зеркала 7. Эмиттеры транзисторов п-р-п-типа токового зеркала 7 подключены к отрицательному полюсу источника питани  8, и один из коллекторов 9 двухколлекторного транзистора 10  -р-п-типа соединен с эмиттером транзистора 4 р-п-р-типа, а второй коллектор 11 двухколлекторного транзистора 10 соединен непосредственно с выходом 12 ЦАП и через резисторы 13 и 14 - с положительным полюсом источника 15, а обш,а  точка резисторов 13 и 14 подключена через резистор 16 к эмиттеру транзистора 4.

Принцип действи  устройства состоит в следующем.

При нулевом коде на входе 3 ЦАП токи с выходов блока 2 переключателей разр дных токов равны нулю. В эмиттер транзистора 4 поступает часть тока, протекающего через резистор 16. Друга  же часть тока течет в коллектор 9 двухколлекторного транзистора 10. Распределение тока зависит от геометрических размеров транзисторов токового зеркала. Если, например, площади коллекторов транзисторов одинаковы , а площадь эмиттера транзистора 10 вдвое больще площади эмиттера входного транзистора токового зеркала, то ток, протекающий через резистор 16, делитс  почти поровну между эмиттерной цепью транзистора 4 и коллекторной цепью транзистора 10. При этом ток в коллекторе И транзистора 10 равен току эмиттера транзистора 4. При другом соотношении площадей эмиттерных и коллекторных переходов существует иное распределение токов в цеп х устройства , но соединение коллектора 9 транзистора 10 с эмиттером транзистора 4 попрежнему обеспечивает стабилизацию коэффициента передачи по току. При заданных величинах токов в цеп х устройства соответствующим выбором сопротивлени  резистора 13 устанавливаетс  нулевой потенциал на выходе 12.

При ненулевом коде на входе 3 в эмиттер транзистора 4 поступает дополнительный ток, величина которого соответствует числу включенных разр дов. Токи в токовом зеркале увеличиваютс  и потенциал на выходе 12 понижаетс . Происходит преобразование

цифрового кода в аналоговую величину - напр жение.

При подключении к выходу 12 внешнего устройства происходит ответвление части тока коллектора 11 транзистора 10 во входную цепь внещнего устройства. Однако при этом измен етс  потенциал общей точки резисторов 13 и 14, что вызывает изменение тока через резистор 16. Увеличение тока через резистор 16 компенсирует ответвление тока во входную цепь внешнего устройства и происходит стабилизаци  масштаба преобразовани  цифро-аналогового преобразовател .

Введение в цифроаналоговый преобразователь токового зеркала, а также дополнительных св зей его с элементами известного ЦАП обеспечивает более высокие показатели , а именно - уменьшение погрешности из-за температурных и режимных изменений параметров транзисторов, уменьшение погрешности преобразовани  из-за изменени  сопротивлени  внешней нагрузки, наличие нулевого потенциала на выходе

при нулевом входном коде, более высокое быстродействие, обусловленное хорошими частотными свойствами токового зеркала.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Цифроаналоговый преобразователь, содержащий блок источников разр дных токов , выходы которого соединены со входами блока переключател  токов, выходы которого подключены к эмиттеру транзистора р-п-р-типа, база которого соединена с выходом источника напр жени  смещени , отличающийс  тем, что, с целью

   повышени  точности и быстродействи , в него введено два дополнительных источника напр жени , три резистора и токовое зеркало, выполненное на двух транзисторах п-р-л-типа, причем коллектор транзистора р-п-р-типа соединен с коллектором и базой первого транзистора п-р-л-типа и базой второго транзистора п-р-л-типа, эмиттеры первого и второго транзисторов п-р- -типа подключены к выходу первого дополнительного источника напр жени , первый коллектор второго транзистора  -р-л-типа соединен с эмиттером транзистора р-л-р-типа, второй коллектор второго транзистора  -р- -типа подключен

   к выходной шине и первому выводу первого резистора, второй вывод которого через второй резистор соединен с эмиттером транзистора р- -р-типа, а через третий резистор подключен к выходу второго дополнительного источника напр жени  и входу блока источников разр дных токов.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Преобразование информации в аналого-цифровых вычислительных устройствах и

   системах. Под ред. Г. М. Петрова. - М.: «Машиностроение, 1973, с. 152, рис. 62.
2. 2. Патент США № 3.815.121, кл. 340347ДА , 04.06.74 (прототип).