Цапн с параллельной резисторной матрицей

Н а рис. 75 приведена схема ЦАПН с параллельной резисторной матрицей. S0…S(N-1) – электронные ключи, управляемые соответствующими разрядами входного кода (см. Рг на рис. 73). Эта схема действует по принципу суммирования токов, задаваемых R₀…R_N-1; для обеспечения заданной погрешности требуется высокая абсолютная точность значений сопротивлений резисторов (0,02%). Такая схема часто используется при уп­равлении шестнадцатеричными или восьмерич­ными кодами (из-за удобства выбора значе­ний резисторов). Сопротивление R_б выбирается равным сопротивлению младшего весового резистора.

Цап на структурах r-2r

На рис. 76 представлена схема ЦАПН с ЦАПТ на последовательно соединенных звеньях R-2R. С помощью коммутирующих элементов S0…S(N-1) выходы звеньев подключаются к двум общим линиям 1 и 2. На линии 2 нулевой потенциал, на линии 1 тоже (таково свойство схемы ОУ, охваченного ООС), поэтому эквивалентное сопротивление справа от каждого узла матрицы будет равняться 2R. В результате в каждом узле матрицы в текающий ток будет делиться пополам, т.е. образуется N-разрядный двоичный преобразователь тока. Значение старшего разряда преобразователя , младшего . Переключатели S0–S(N-1), управляемые от регистра, при значении разряда, равном 0, подключают отвод звена к линии 2, а при значении 1 – к линии 1. Токи разрядов состояний 1 суммируются усилителем, выходное напряжение которого равно произведению суммы токов на величину R_OC со знаком минус (см. выше). Для переключения полярности выходного напряжения в такой схеме необходимо изменение полярности U_оп.

Достоинством ЦАПН типа R-2R является необязательность высокой абсолютной точности значений R и 2R, достаточно их одинаковости. Значения токов будут иметь погрешность, относительная величина которой по всем разрядам будет одинаковой и может быть компенсирована R_OC ⁵.

Структура R-2R легко реализуется в интегральном исполнении, причем обычно в микросхеме располагается и резистор обратной связи, что в определенной степени снижает погрешность ЦАП. Исследование ЦАП данного типа проводится в /25/.

Лучшие переключатели S имеют остаточное сопротивление в десятки ом, поэтому в старших разрядах микросхемы устанавливают по нескольку ключей параллельно.

Двуполярная схема цапн

Ч тобы реализовать задание «формирование напряжения от минус 10 В до плюс 10 В постоянного тока», 000000000000000000000000000000000000000000000рассмотрим схему, приведенную на рис. 77.

Если в регистре ЦАПН записаны нули, то на линию 2 пре­об­разователя тока (см. рис. 72) подключены все токовые разряды и на выходе первого ОУ получается максимальное отрицательное напряжение, а на выходе второго – максимальное положительное, равное (U_оп – 1 МР), где 1 МР – вес единицы младшего разряда. При увеличении кода токи перераспределяются между линиями 1 и 2, и выходное напряжение ЦАПН образуется как результат суммирования положительных токов по линии 1 и отрицательных, создаваемых первым ОУ. В результате положительное напряжение уменьшается и при единицах во всех разрядах, кроме старшего становится равным цене младшего разряда. При установке старшего разряда напряжение меняет полярность и далее возрастает до максимального отрицательного значения – (U_оп – 1 МР), как показано в табл. 10.

Недостаток данного ЦАПН – отсутствие нуля (скачок от 1 МР до –1 МР) – можно компенсировать включением внешнего дополнительного резистора R_K. Величина R_K выбирается из соотношения: .

Таблица 10

Значения разрядов N............1	Напряжение
00..........01	Uоп – 1 МР
............	............
01..........11	1 МР
10..........11	- 1 МР
............	............
11..........11	- (Uоп – 1 МР)