7.2. Пкн на основе управляемого делителя напряжения параллельного типа

В отличие от рассмотренного ПКН резисторы в плечах делителя здесь включены параллельно, и по двоичному закону изменяются не сопротивления, а проводимости резисторов. Ключи, в отличие от ПКН последовательного типа, работают не на размыкание, а на замыкание. Функциональная схема ПКН данного типа представлена на рис. 7.2.

В этой схеме ключ замкнут, если в i-м разряде установлена "1", и разомкнут, если "0".

Ступень квантования проводимости

,

где G_H – номинальная проводимость плеча ДН при замыкании всех ключей.

Проводимость первого плеча ДН

G_N1 = q_GN₂,

а второго плеча

G_N2 = q_G  (N_2H – N₂,

где N₂ – текущее значение входного кода.

Отсюда можно записать выражения для U_ВЫХ

Следовательно:

или в ступенях квантования по напряжению

,

где .

Рис. 7.2. Функциональная схема ПКН на основе управляемого делителя

напряжения параллельного типа

Входное сопротивление ПКН данного типа

или, заменяя номинальную проводимость G_Н номинальным сопротивлением R_Н:

,

где R_Н = 1/G_Н.

Отсюда видно, что при N₂ = 0 и N₂ = N_2H входное сопротивление будет максимальным: R_ВХmax  _.

Поскольку плечи делителя симметричны, то минимум функции R_ВХ(N₂) находится в точке среднего значения входного кода N₂ = N_2H/2:

.

Таким образом, минимальное входное сопротивление R_{ВХ мин} = 4R_Н.

Вывод: входное сопротивление ПКН изменяется в очень широких пределах (от  до 4R_Н), следовательно, выходное сопротивление ИОН R_{ВЫХ ион} должно быть как можно ближе к нулю.

Находим выходное сопротивление ПКН R_ВЫХ, считая, что сопротивление нагрузки R_НАГР = , а R_{ВЫХ ион} = 0, т.е. имеем эквивалент схемы ПКН, представленный на рис. 7.3.

Рис. 7.3. Эквивалентная схема ПКН при R_НАГР = , R_{ВЫХ ион} = 0

а поскольку G_N1 = q_G N₂, G_N2 = q_G (N_2Н – N₂), получаем:

.

Вывод: выходное сопротивление ПКН постоянно, следовательно, характеристика преобразования будет стабильной, если сопротивление нагрузки не изменяется. Это свойство (R_ВЫХ = const) можно использовать для изменения вида характеристики преобразования путем включения на выходе ПКН сопротивления, реализующего требуемую функцию преобразования.

Если на выход ПКН подключено сопротивление R₀, выходное напряжение полученной в результате схемы

если R₀ представляет собой, например, управляемое кодом сопротивление, то, подбирая соответствующий закон изменения управляющего кода, можно получить различные законы изменения U_ВЫХ.

Погрешности ПКН данного типа

1. Погрешность от неравенства нулю сопротивления канала ключа в замкнутом состоянии (формула аналогична приведенной для предыдущего ПКН, с заменой R_КЗ на g_КЗ).

2. От неточности и нестабильности напряжения U₀.

3. Погрешности линейности, дифференциальной нелинейности, полной шкалы.

Поскольку R_ВЫХпкн  0, а сопротивление нагрузки может изменяться, то для исключения влияния нагрузки на линейность функции преобразования такой ПКН, как и ПКН предыдущего типа, следует подключать к нагрузке через буферный повторитель напряжения, как показано на рис. 7.4.

Рис. 7.4. Схема подключения ПКН к низкоомной изменяющейся нагрузке

В этой схеме входное сопротивление повторителя R_ПОВТвх = = R_ВЫХпкн, а следовательно, даже значительные изменения сопротивления R_ПОВТвх не будут приводить к изменению U_ВЫХ.