4.3 Тізбекті пареллель аст

 

Тізбекті параллель АСТ арасындағы келісілген техникалық шешім болып табылады, онда аз шығындар мен қиындықтар кезінде ең үлкен мүмкіндікке тең әсерлілік алу мүмкіндігі іске асырылады.

 4.4-суретте мысал ретінде екісатылы АСТ келтірілген. Көпсатылы

 

т үзеткіштерде түрлендіру үрдісі кеңістікке берілген. АСТ  кіріс сигналын  "өрескел" түрлендіруді іске асырады. Бірінші АСТ шығысының сигналдары шығыс регистріне және бір уақытта тез әсер еткіш АСТ кірісіне түседі. Қосу белгісі бар дөңгелек – бұл қосқыш (қосатын немесе айыратын). Сандық код АСТ-та кернеуге                   4.4 сурет                         түрлендіріледі, ол сумматорда кірістен алынып

тасталынады.

Кернеулер айырмасы  АСТ2 көмегімен кіші разрядтар кодтарына түрлендіріледі. Мұндай сұлбаларда АСТ көбінесе токтарды қосу сұлбасы бойынша дифференциалдық ажыратып қосқыштар көмегімен орындалады, бірақ кернеулерді қосу сұлбасы бойынша да құрастырылуы мүмкін.

АСТ1 дәлдігіне деген талаптар өте жоғары, екіншілерге қарағанда. Екі АСТ параллель типті. Сол және басқа 4-разрядты, әрқайсысында 16-компораматордан қолданылады. Нәтижесінде, 8-разрядты АСТ, барлығы 36 компораматорға салынады. Онда параллель сұлба бойынша құрастыруда

28-1=255 дана қажет болар еді. Тез әсерлігі жуық шамамен екі есе төмен.

 

4.4 Санды -аналогтық түрлендіргіштер

 

Санды-аналогты түрлендіргіштер сандық кодтарды аналогтық шамаларға түрлендіруге арналған, мысалы, кернеу, ток, кедергі және т.б.  Түрлендіру қағидаі бойынша барлық разрядтық токтарды (немесе кернеулерді) қосуға тиекделген, екілік заңмен теңестірілген және тірек кернеу мәнінен пропорционал. Басқаша айтқанда түрлендіру екілік разрядтар салмағына пропорционал токтар мен кернеулерді қосуға тиекделген, оның ішінде мәндері 1 лог тек ток разрядтары ғана қосылады. Екілік кодта разрядтан-разрядқа дейінгі салмақ екі есе өзгереді. Токтарды қосудық екі сұлбасы кеңінен таралған-  параллель және тізбектелген. 4.5-суретте токтарды параллель қосу сұлбасы келтірілген.

S кілттері 1 лог деңгейінде регисторларды тірек кернеу көзіне қоса отырып ауыстырып қосады.  Регистр арқылы разряд салмағына тең ток жүреді. Регистрлар кедергілері разрядтан разрядқа  дейін екі есе өзгереді.

 

                     

                                       4.5 сурет

 

Жоғары регистр кедергілері өте үлкен дәлдікпен сәйкес болуы керек. Үлкен разряд регисторларға өте жоғары талаптар қойылады. Себебі олардағы ток ауытқуы кіші разрядты ток ауытқуынан артық болмауы керек. n- разрядтағы кедергі ауытқуы мынадан аз болуы керек:

Δ R / R = 2-n

Осыдан, кедергі ауытқуы  мысалға үшінші разрядта  12,5%, ал  10-разрядта - 0,098%  артпау керек.

Мұндай сұлба өте қарапайым болғанына қарамастан, көп кемшіліктерге ие.  Мысалы, әртүрлі кодтық кіріс күйлерінде пайдаланған тірек кернеу көзінен ток ИОН токта әртүрлі болады, ол ИОН шығыс кернеуінің шамасына міндетті түрде әсер етеді. Сондай-ақ, салмақтық резисторлардың кедергілері мың есе ерекшеленуі мүмкін, ал бұл мұндай резисторларды шала өткізгіштік ИС қолдануды қиындатады. Бұдан басқа, жоғары разрядты резисторлардың кедергілері жабық кілт кедергілерімен өлшемдем болып келуі мүмкін, ал бұл түрлену қателіктеріне әкеліп соғады. Сондай-ақ , ағытылған күйдегі кілттерге жеткілікті жоғары кернеу түсіріледі, ал бұл оларды құрастыруды қиындатады.

Осы жоғарыда көрсетілген кемшіліктерді жою үшін 4.6-суретте келтірілген құрылым қолданылады. 

Мұндай сұлбада жаңа салмақтық коэффициенттерді беру сұлбаларда тұрақты кедергінің резистифті матрицасы арқылы  жүзеге асырылады.  Тұрақты кедергі матрицасының тиекті элементі - R-2R бөлгіші болып табылады, ол 4.7-суретте көрсетілген. Бұл кезде, мынандай шарт орындалуы керек: егер бөлгіш жүктеме кедергісіне түсірілсе, онда оның кіріс кедергісі жүктеме кедергісіне тең болуы керек.

 

                                           4.6 сурет

 

                                            4.7 сурет

 

 S кілттері ортақ шиналы қуат көздерін резисторлардың төменгі шығыстарымен қосатын болғандықтан, тіректік кернеу көзі тұрақты жүктемеге жұмыс істейді, яғни оның мәні тұрақты және кез келген ЦАП кіріс кодында өзгермейді, бұл оның алдыңғы сұлбадан айырмашылығы болып табылады. Сондай-ақ,  2R резисторлары жалпы шинамен жабық кілттер S төменгі кернеуі арқылы қосылады, кілттердегі кернеу өте үлкен емес  (бірнеше  милливольт шамасында), бұл кілттер және басқару сұлбаларын құрастыруды едәуір жеңілдетеді, сондай-ақ тірек кернеуін кең диапазонда қолдануды  қысқартады. Кілттер ретінде МОП-транзисторлары қолданылады. Осындай түрлендіргіште шығыс тогы сызықты түрде өзгеретін болғандықтан, аналогтық сигналды сандық кодқа көбейту мүмкіндігі туындайды, ол үшін тіректік кернеу орнына аналогтық сигналды қолдану керек болады.

Мұндай ЦАП-тар қайта көбейткіштер  (MDAC) деп аталады.

Токты ажыратып-қосқыштар ретінде  биполярлы дифференциалдық каскадтар қолданылады.

 

Әдебиеттер тізімі 

1.      Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: Учеб. пособие – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 704 с.

2.      Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника:  Учебник для вузов. Под ред. О.П.Глудкина. – М.: Горячая линия‑Телеком. 2005, – 768 с.

3.      Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. ‑ 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004. – 488 с.

4.      Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника и микроүрдіссорная техника: Учеб.для вузов – М.: Высш. шк., 2006, – 800 с.

5.      Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство – М.: Мир, 1982. – 512 с.

6.      Гершунский Б.С. Основы электроники и микроэлектроники: Учебник для вузов – Киев: Высща школа, 1989. – 424 с.

7.      Пейтон А.Дж, Волш.В. Аналоговая электроника на операционных усилителях. – М.: Бином, 1994. – 352 с.

8.      Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Справочное пособие /Под ред. С.В.Якубовского. – М.: Радио и связь, 1985. – 432 с.

9.      Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств. – М.: Радио и связь, 2005. – 320 с.

10. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС. – М.: Мир, 1985. – 572 с.

11. Алексенко А.Г. и др. Применение аналоговых ИС. – М.: Радио и связь, 1985. – 256 с.

12. Алексенко А.Г. Основы микросхемотехники. 3-е изд. – БИНОМ. Лаб.знаний, 2004. – 448 с.

13. Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций. – СПб.: КОРОНА принт, Бином Пресс, 2006. – 416 с.

14.   Жолшараева Т.М. Микроэлектроника. Интегральные микросхемы: Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2007. – 81 с.

15.    Т.М. Жолшараева. Схемотехника 1. Конспект лекций для студентов всех форм обучения специальности 050704 –Вычислительная техника и программное обеспечение. – Алматы: АИЭС, 2008. – 50 с.