Читальный зал -->  Применение микроэлектронных ЦАП 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

at*

05f SgO 5j Sg OSio ---

IS О

R=7~1SkBM

Рнс 2,1. Упрощенная функциональная электрическая cxe.\ia ЦАП К572ПА1 (а) и схема матрицы резисторов RnniR {б)

кода иа цифровых входах в ток иа аналоговом выходе, который пропорционален значениям кода и (нли) опорного напряжения. Она выполнена по КМОП технологии с поли-креминевыми затворами.

В состав ИС ЦАП К572ПА1 входят прецизионнаяполи-кремниевая резисторная матрица (РМ) типа R - 2R, усилители-инверторы (УИ) для управления токовыми ключами, токовые- двухпозиционные ключи, выполненные на КМОП транзисторах (рис. 2.1,0).

Для работы в режиме с выходом по напряжению к ИС ЦАП К572ПА1 подключаются внешние ИОН и ОУ с цепью отрнцателыюй обратной связи (ЦОС), работающей в режиме суммирования токов.

Нумерация и назначение выводов микросхемы: / - аналоговый выход /; 2-аналоговый выход 2\ 3 - общий вывод; 4 - цифровой вход / (CP); 5-12 - цифровые входы 2-9\ /5 -цифровой вход 10 (MP); 74 - напряжение источника питания; /5 - опорное напряжение; i6 - вывод резистора обратной связи.

Метод преобразования, используемый в ИС Ко72ПА1, предполагает суммирование в соответствии с заданным значением двоичного кода всех разрядных токов, взвешенных по двоичному закону и пропорциональных значению опорного напряжения иа выводе 15.

Входной ток задается внешним ИОН н последовательно делится в узлах РМ R - 2R по двоичному закону (рис. 2.1,6). Нетрудно убедиться, что приведенное к месту сечений АА, ВВ\ СС сопротивление части резисторов, отсекаемых в направлении стрелок, равно 2R. Токи ветвей РМ поступают через ключевые КМОП транзисторы на аналоговые выходы 1 и 2 н зависимости от значений кода иа входах УИ. При ползлекии на одном из входов ЦАП напряжения высокого уровня (д,= 1) ток соответствующей ветви РМ поступает на выход /, а прн подаче напряжения низкого уровня {а,-0) иа выход 2. Значения токов / и /з на выходах 1 а 2 ИС определяются из выражений г

10 10

где i?3i.D - эквивалентное сопротивление РМ, равное

10 кОм; а, - значение двоичного кода на цифровом входе

Si; U: - инверсное значение двоичного кода на цифровом входе S

Двоичный закон распределения токов в ветвях РМ соблюдается при условии равенства потенциалов выходов 1 и 2. Это обеспечивается подключением выхода 1 к инвертирующему входу ОУ, охваченного отрицательной обратной связью. НеинвертирующиЙ вход ОУ соединяется с выходом 2 и с шиной аналоговой земли. При этом осуществляется преобразование тока на выходе / в пропорциональное ему напряжение на выходе ОУ. Резистор Ro.c определяет значение коэффициента преобразования и напряжения в конечной точке шкалы. В ачалити-еской форме связь напряжения на выходе ОУ со значением двоичного

кода на входе определяется выражением

ORN - REF ос\ (ij , .2 -г ...

где b - число разрядоз преобразования. Разряд кода с индексом 1 является старшим (CP), а разряд с индексом b - младшим (MP).

Максимальное значение выходного напряжения (напряжения в конечной точке диапазона) при о, -1 для всех разрядов кода определяется по формуле

минимальное напряжение при а-О во всех разрядах кода равно нулю. Шаг квантования, т.е. расчетное приращение выходного напряжен11Я при изменении входного кода на единицу млади1его разряда, составляет

Реально напряжение в конечной точке шкалы раноГ

и orn=V refRo cR - h.

Для достижения стабильности основных параметров преобразования при воздействии внешних факторов резистор обратной связи Ro.z~R размещен на кристалле микросхемы. Прн использовании ИОН f ?;p= 10,24 В с внутренним резистором Ro.c значение t/ofi,v = 10,24 В, а h = = 10 мВ. Номинальное значение выходного тока составляет 1 мА, а фактическое может изменяться в пределах от 0,5 до 2 мА.

Значения основных параметров ИС зависят в первую очередь от точности соблюдения отношения Ro.JR=l и RI2R = 0,5 для всех звеньев РМ. Поэтому резисторы выполнены в виде идентичных по геометрическим размерам областей, одинаково ориентированных относительно осей кристалла. В качестве резистивного материала использована выращенная иа поверхности кристалла методом вакуумного осаждения тонкая пленка поликремиия с высокой стабильностью сопротивления. Транзисторы токовых ключей выполнены так, что их сопротивления в проводящем состоянии достаточно малы и обратно пропорциональны протекающему току.

На рнс. 2.2 представлены типовые зависимости основных параметров преобразователя от воздействия изменения температуры окружающей среды и напряжения источ-

4* 51

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.