10.3.2.1 Описание микросхемы к572 па1

Микросхема ЦАП типа К572 ПА1 является универсальным структурным звеном для построения микроэлектронных ЦАП. Она находит широкое применение в различной аппаратуре благодаря малой потребляемой мощности, достаточно высокому быстродействию, небольшим габаритам и др. [25].

Микросхема (рисунок 10.32) выполнена в герметичном корпусе с 16-ю выводами типа 201.16-8 с двухрядным вертикальным расположением выводов.

Микросхема предназначена для преобразования 10-разрядного параллельного двоичного кода на цифровых входах в ток на аналоговом выходе, который пропорционален значениям кода и опорного напряжения. Она выполнена по КМОП технологии с поликремниевыми затворами [24, 25]. Нумерация и назначение выводов микросхемы:

1 – аналоговый выход;

2 – аналоговый выход;

3 – общий вывод;

4 – цифровой вход (старший 9-й разряд ДК);

5...12 – цифровые входы (разряды 8...1);

13 – цифровой вход (младший 0-й разряд ДК);

14 – напряжение источника питания;

15 – опорное напряжение;

16 – вывод резистора обратной связи (ОС).

В состав ИС ЦАП К572 ПА1 (рисунок 10.32) входят: прецизионная поликремниевая резисторная матрица (РМ) типа R-2R, усилители-инверторы (УИ) для управления токовыми ключами, токовые двухпозиционные ключи (ТК), выполненные на КМОП транзисторах.

Рисунок 10.32

При поступлении в одном из разрядов входного ДК логической единицы усилитель-инвертор формирует управляющие сигналы, под действием которых транзисторный ключ соединяет резистор 2R с правым нижним выходом ключа. Если подается логический нуль, то резистор 2R соединяется с левым нижним выходом ключа. Для работы с выходом по напряжению к ИС ЦАП К572 ПА1 подключается операционный усилитель, осуществляющий преобразование суммы токов на входе в выходное напряжение (инвертирующее включение ОУ ).

Основные параметры ЦАП:

– время установления выходного тока: £ 5мкс;

– напряжения: Uип = +5...+17В, Uоп = -17...+17В;

– входное напряжение логического нуля: (0£Uвх£+0,8В);

– входное напряжение логической единицы: (+4,5£Uвх£Uип).

Основная схема включения ЦАП показана на рисунке 10.33.

Рисунок 10.33

Если Uип = +15В + 10% и Uоп = +10,24В, то указанные в справочниках параметры выдерживаются достаточно точно. Если на вход ЦАП поступают цифровые сигналы с выхода ТТЛ схем, то схема включения ЦАП К572 ПА1 имеет вид, приведенный на рисунке 10.34.

Рисунок 10.34

Если Uип = +5В, то выходы ТТЛ схем могут соединяться с цифровыми входами ЦАП напрямую без согласующих элементов. Но при этом справочные параметры схемы ухудшаются. Не задействованные цифровые входы ЦАП необходимо заземлять.

10.3.2.2 Расчет цап к572 па1

В БИС ЦАП К572 ПА1 выполняется условие:

R=Roc и n=10.(10.25)

Поэтому выражения (10.21, 10.22, 10.23) принимают вид:

(10.26)

(10.27)

Коэффициент передачи ЦАП:

(10.28)

При Uоп=-10,24 В:

(10.29)

(10.30)

Если на вход данного ЦАП поступает 8-разрядный двоичный код, то возможны несколько вариантов использования микросхемы:

1-й – данные подаются на 8 входов, соответствующих младшим разрядам входного ДК, а оставшиеся старшие два входа заземляются. В этом случае коэффициент передачи равен 10 мВ/МЗР, а диапазон изменения выходного напряжения – от 0 до 2,55 В.

2-й – заземляются два входа, соответствующие младшим разрядам входного ДК, а на оставшиеся старшие входы подаются входные цифровые сигналы. В этом случае коэффициент передачи равен 40 мВ/МЗР, а диапазон изменения выходного напряжения: от 0 до (40 *255 [MЗР])=10200 мВ = 10,2 В.

10.3.3 ЦАП MAX506

На сегодняшнем рынке микросхем представлен широкий спектр СБИС ЦАП, среди которых распространенными являются микросхемы фирмы «MAXIM».

Ниже рассмотрена современная СБИС ЦАП фирмы «MAXIM» - МАХ506, выполненная по КМОП технологии. Она представляет собой четырехканальный 8 битовый ЦАП, а также выполняет функции шинного формирователя, регистров и схемы согласования уровней (см. рисунок 10.1).