Рис. 6.2. Резистивные матрицы:

а - с весовыми резисторами; б - с резистивной сеткой R = 2R

Рис. 6.3. Варианты полупроводниковых ключей:

a - на биполярных транзисторах и диодах; б - на КМДП транзисторах

Один из вариантов ключа на биполярных полупроводниковых приборах показан на рис. б.З.а. Если на цифровой вход подан сиг нал 0, транзисторы Tit T2 и диод Д, закрыты и ток выходной шины течет через открытый транзистор Та. При подаче на вход сигнала 1 транзисторы Тг, Т2 и диод Д, открываются, а диод Д2 закрывается и отключает выходную шину. Транзистор T3 все время открыт по этому через резисторы матрицы течет постоянный ток Этим дости гается отсутствие отрицательного влияния на быстродействие по стоянных времени эмиттерных цепей и постоянных времени зависящих от сопротивлений матрицы.

Вариант ключа на КМДП-транзисторах показан на оис 6.3,6 В этой схеме транзисторы Т, - Т3 служат для согласования с микросхемами на входе ЦАП, транзисторы Г4 - Т7 используются для управления ключевыми транзисторами Т8 - Тв, которые подкчючают разрядные токи резистивной матрицы к одной из двух выходных шин. Через транзистор Т3 осуществляется положительная обратная связь для уменьшения времени переключения (до 500 не)

1 2 JJ Ш

Рис. 6.4. Восьмиразрядный преобразователь двоичного кода в ток 252ПА1

Выходным усилителем обычно служит ОУ, который суммирует разрядные токи. Напряжение на выходе ОУ

пропорционально входному коду:

r = I

где Roy - сопротивление обратной связи ОУ; N - входной код.

Рассмотренные основные узлы ЦАП выпускаются отечественной промышленностью в виде отдельных микросхем и в комплекте Отдельные резистивные матрицы содержатся в микросхемах К228ПП1, К265ПП1-7 разрядов, К252ПН1 - 10 разрядов К304ИД1, 3, 5-5, 7, 9 разрядов, 301НС1 - 10 разрядов и др.

да то

Рис. 6.5. Восьмиразрядный преобразователь двоичного кода в напряжение

Ключи в виде многоканальных коммутаторов содержатся в микросхемах: К190КТ1 (5 каналов), К190КТ2 (4 канала) 240КШ (1 канал), 240КН2 (3 канала), 240КНЗ (4 канала), К252КТ1 (4 канала), К594КТ1 (4 канала) и др.

В качестве усилителя можно использовать ОУ серий 140, 153, 240, 252 и др. Стабилизированные источники напряжения содержатся в сериях 142, 240, 275 и т. п.

Отечественная промышленность выпускает микросхемы серии К252, которые можно использовать для построения ЦАГГ К252ПА1 К252ПА2, К252ПАЗ, К252ПН1.

Микросхема К252ПА1 - восьмиразрядный преобразователь двоичного кода в ток - содержит резистивную матрицу с весовыми резисторами и ключи на биполярных транзисторах и диодах. Схема преобразователя показана на рис. 6.4. Входной код подается на выводы 2, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12. С выводов 17, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 27 снимаются разрядные токи. Их величина составляет от 2 5 (для первого разряда) до 0,019 мА (для восьмого). Входное напряжение не менее 2,4 В. Относительная погрешность не более +0,4 %

Микросхема К252ПА2 подобна микросхеме К252ПА1, но отличается полярностью выходного тока опорного источника напряжения и включением диодов. Для того чтобы на базе указанных микросхем построить преобразователь код - напряжение, на выходе нужно подключить ОУ, как показано на рис. 6.5.

Десятиразрядный преобразователь двоичного кода в ток можно построить на двух микросхемах - К252ПАЗ (рис. 6.6) и К252ПН1 (рис. 6.7). В первую входят резистивная матрица с весовыми резисторами и диодные ключи, во вторую - схемы управления ключами. Функциональная схема ЦАП на базе указанных микросхем приведена на рис. 6.8. Относительная погрешность этого преобразователя не более ±0,1 %.

28 272

25 4 9 9

21* 5 V 9

Рис. 6.6. Резистивная матрица 252ПАЗ

Рассмотренные преобразователи построены по гибридной технологии. В последние годы все большее внимание уделяется ЦАП выполненным на базе полупроводниковой технологии с использованием тонкопленочных резисторов на кристалле. Примером такого преобразователя является десятиразрядный ЦАП - микросхема К572ПА1А, содержащая матрицу резисторов и ключи на КМДП-транзисторах. Принципиальная схема преобразователя показана на рис. 6.9. В схеме использована матрица с резистивной сеткой R-2R с резисторами двух номиналов R1 - R9, R22=10 кОм±30 % R10 - R21 = 20 кОм±30 %. Параметры преобразователя: Еи п=15 В Шп = 10,24 В, UW>2,4 В, 0,8 В. По входам ЦАП согласоаан с ТТЛ микросхемами. Нелинейность не более +0,8 % от полной шкалы, время установления входного тока - 5 мкс. Имеются разновидности этой микросхемы: К572ПА1Б, К572ПА1В, К572ПА1Г, имеющие соответственно 9, 8 и 7 разрядов.

IS 15

Рис. 6.7. Схема управления 252ПН1

Схемы преобразователя код - напряжение, выполненные на базе микросхем К572ПА1А, показаны на рис. 6.10. В первом случае (а) выходное напряжение однополярное, во втором (б) - двуполяр-ное. Значения выходного напряжения в рассматриваемых схемах при различных входных кодах показаны в табл. 6.1.

Опорное напряжение в обеих схемах может выбираться разной полярности. Это позволяет использовать схему на рис. 6.10,а как двухкаадрантный преобразователь, а схему на рис. 6.10,6 - как четы рехквадрантный. Таблица 6.1

ff«»T 2

Рис. 6.8-Десятиразрядный преобразователь двоичного кода в напряжение

ЯдПг1

Рис. 6.9. Десятиразрядный ЦАП К572ПА1А