Файл: Клебанский Р.Б. Преобразователи кода в напряжение.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.08.2024

Просмотров: 69

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ключа относительно постоянного для всех ключей значения. Вариа­ ция Дгhi возникает из-за неидентичности вольт-амперных характери­ стик диодов, влияния температуры на параметры е и / в схемах замещения различных диодов, изменения параметров е и г вслед­ ствие изменения режима работы диодов при колебаниях управляю­ щего напряжения. Величины гкі и Дrhi могут быть найдены опытным

путем и приближенно рассчи­ таны по предлагаемому ниже методу. При реализации схемы на рис. 2-14 сопротивление Ri должно быть выбрано с учетом постоянной компоненты //,,-. Обычно имеет место соотноше­ ние rki<SiRi. Тем не менее изменение сопротивления ключа Дг вносит погрешность

 

 

 

-

 

'ДОіі

.

 

 

 

X -

^

 

 

Отсюда

следует,

что гл ав­

Рис.

2-15. Схема диодного мосто­

ной

задачей

расчета

ключевых

схем

является

нахождение зна­

 

вого ключа.

чений /ft И Д/ft.

 

 

 

■ На рис.

2-15 показана схе­

 

 

ма диодного

 

мостового ключа,

а на рис. 2-16 схема диодного дифференциального ключа, которые при­

меняются в преобразователях [Л. 32].

 

 

 

 

 

С точки зрения погрешности X—(Л/і,)пер/^,

вносимой замкну­

тым

ключом в значение коммутируемого

резистора, оба

типа клю­

ча — и мостовой и дифференциальный—

 

___

примерно равноценны. Но они различа­

 

 

ются между

собой в

другом

отношении.

 

 

В мостовом

ключе

действительное

по­

 

 

стоянное сопротивление может достигать

 

 

значений

20

ом.

 

 

 

 

 

 

 

Для

того чтобы

это

не

вносило

 

 

заметной

погрешности в

эквивалентное

 

 

сопротивление схемы, необходимо каждое

 

 

из сопротивлений R уменьшить на вели­

 

 

чину г';,,

что технологически

неудобно.

 

 

В дифференциальной же схеме можно

 

 

регулировкой управляющих токов уста­

 

 

новить такой режим, при котором будет

 

 

иметь место

соотношение

2 / = — (&гк) =

 

 

= const, тогда получится

/'/і= 0 .

В

этом

 

 

заключается

первое

преимущество

диф­

Рис.

2-16. Схема диод-

ференциального ключа перед

мостовым.

' ного

дифференциального

Второе

преимущество

дифферен­

 

ключа.

циального

 

ключа

состоит

 

в

том,

 

 

что в него входят три диода и один триггер, в то время как для построения мостового ключа требуется четыре диода и два триггера.

В заключение следует отметить, что диодные ключе­ вые схемы позволяют строить преобразователи с погре-

52


шностями, не превышающими сотых долей процента, и временем преобразования, измеряемым единицами микросекунд.

В табл. 2-1 приведены технические характеристики различных ключевых схем.

2-2. МАТРИЦЫ РЕЗИСТОРОВ

К резисторам, составляющим матрицу преобразова­ теля, предъявляется ряд требований. Величина допусти­ мых отклонений их сопротивлений от номинальных зна­ чений должна быть мала. Подгонка сопротивлений в процессе изготовления и настройки преобразователя

должна быть точной. Параметры

резисторов должны

быть стабильны во времени и при

изменении

внешних

условий.

 

 

Для преобразователей низкой

точности

(1— 1,5%)

обычно используются серийные резисторы типа УЛИ и БЛП. Можно также использовать металлопленочные прецизионные резисторы типа С2-13.

Для построения преобразователей средней точности можно использовать малогабаритные точные резисторы типов ПТМН, ПТМК и ПТММ, выполненные соответст­ венно на основе нихромового, константанового и манга­ нинового проводов. Допустимые отклонения их сопротив­

лений от номинальных значений ±0,25;

±0,5 и ±'1'%.

Для получения высокой точности

преобразования

0,05—0,1% используются прецизионные

высокостабиль­

ные резисторы. Получили распространение проволочные точные резисторы МВС, МВСГ, МВСГЧ, С5-5, С5-15. Эти резисторы характерны тем, что их проводящий эле­ мент выполняется в виде однослойной обмотки и имеет повышенную стабильность параметров и хорошие эксплу­ атационные характеристики. Достижимая точность со­ противлений этих резисторов без учета старения и тем­ пературных уходов составляет 0,03% [Л. 9].

Использование этих резисторов обеспечивает теоре­ тическую возможность построения матрицы, точность которой соответствует 12— 13 двоичным разрядам.

Подбор сопротивлений резисторов, используемых в матрице, осуществляется с высокой точностью. Здесь необходимо отметить, что обычно в матрице используют­ ся резисторы с различными допусками на сопротивле­ ния. Так, например, в ПКН, точность которого составля-

53


EJ

К

Ч

Характеристики ключа

r~ S

О»

О

О та

а. &

STS та * .

та о>

i?S

с та У S*

•Я

О''

♦Ь

О та

А. *о 2 Ä

5 ь. 2 к к

§ lg e = С ~ к 5

о . g

? ei таf“

о 5 о я

Ьс; Л

•** м

та та • -

Л о о к о

111=1' s g l s *

>0) о - S !c2 £ *

такси

g é ЙS* «; 3?я 52Xо еа г£

S О Ä

та О

£ Ч В? ;

ST с

таЛ

О Э

в ® та я

а | 1

| |

о = ч ч *ч

ой

к

о , ää

*

§ я а £ _

1 & £ 2 3 £ 8 | §

 

 

та

 

 

 

s

 

 

 

а

 

 

 

w.та

 

 

£ Ч

 

 

 

та а

та

Ё

а

^

тас =•

я

н 2

cuFra

*

к и с

m >* с

о 1 S с

о та в

м 2 а

 

 

a

I-

 

 

- а ^

 

рЧ s?й =а 3 та ч о

b c § L

о. ч 2

ь?

та я g o

b<Sjfg

>> о .5 та agga

ю а 'S? ь

 

 

та

= Йтатата£ 2.

о.SÄ иgÄS н

Н х 2- ^

К Ж С я

 

 

та

<-

_

о

О

>,0ЁіоКюХ

лл

« « “ 2 ?

_

О

сч

о"

о та ^

4 х ч а та я

 

£ а

с б

а х

 

3 Ч Р й

„ о V<

я a >*3

0

ч

О

Си 3

2 J Я

§

Ü S §

о mЙта

2

2 си

аз

i - 9 e s

ö

та а

В I

* S o

l l p

l

В 0JЯg я

8 Э Я CL Я

А

Ч 2

о

âasss*

1 £ з Н

5 Л= тата

9 ц Я

X

Я Ч та —' s

О (У я

Я

Sgfcafi

Д.С Ч Я

R

я =2

таСи

О

Стая

СП

о

о

о”

S a

та2

№3

fr* Я и гг

та си t- о —

* g g . ° |

8 н к Й-

О =» та С

га о.

та

си н

а

fr- и

ю

о

о

о

+ 1 5 g

<0 Е

S ч

Ч та

кчк ’Sgcsм Я С С

я а. та «я < р ? і

о :? к в о

вя Е 2 5

iS s â t

І з | £ &

ё ^ § о §

5 §<2.в2

° = s a l

та та я н

54


*2

Характеристики ключа

Ш*<

* Я

й *

га к X«

+ ! oO 1=4

ий 41 h

§S « a

0) 0>

S ж я к я

§;9§&g0 s i|a S

i oЛ)öЯ)S1>a

I s s L -

J 5 9 5 s

ra2

о g g ST

ö£Ss a* g =•

-

Э ^

™s

§ .R B 2 g

SÜSS”

l ä s f *

Б с с о ® 0.0 3 S

«

Ohqi

гая d £

OJ

H о. о 5

и а n,g

£• •SE5"

h o X у

Q 4> Я

fl +

J I

о —

2 =Г

I I

I I

s

ч s ra

«C<1*

: ja я аяляга : s

>га&

 

«Я Я Я й

 

 

Ом-яО-

 

,«.äEis

н =3Q>га

 

О * ESU

 

 

g £ 0

 

Гд ë«5l!

M02

Sg&5

U n 2*

?.Зз „5.

 

 

»Величина 5 выражает погрешность работы всего преобразователя код—напряжение при использовании ключа в нормальных условиях

а

S

Ю

s.

55


ет 0,1%, резисторы старших разрядов могут иметь класс точности ±0,1% , а остальных ±0,2%- Методика подбора резисторов матрицы заключается в следующем. Зная номинальное значение необходимого сопротивления в со­ ответствии с расчетным классом его точности, опреде­ ляется диапазон допустимых значений сопротивления в абсолютных величинах. Для резистора с сопротивле­ нием 10 ком класса точности 0,1 % этот диапазон со­ ставляют величины, лежащие в пределах от 9,99 до 10,01 ком. Затем при помощи омметра класса точности на порядок выше требуемого отбираются резисторы из определенной партии, номинальные значения которых находятся в данном диапазоне. Аналогично подбирают­ ся резисторы для остальных разрядов.

В последнее время получают широкое распростране­ ние дискретные проволочные делители напряжения, вы­ полненные в малогабаритном корпусе. Они предназна­ чены для работы в цифроаналоговых и аналого-цифро­ вых устройствах в качестве прецизионных делителей напряжения. Ниже приводятся характеристики различ­ ных делителей напряжения.

Делитель ДНД5Б-7 представляет матрицу резисторов со «взвешенными» сопротивлениями на семь разрядов. Рабочее напряжение Up= 20 в. Номинальная величина сопротивления резистора 5 ком. Эти делители напряже­ ния изготовляются с допустимым отклонением действи­ тельной вёличины коэффициента деления в пределах

0,05—0,1%! Дрейф

коэффициента деления в диапазоне

рабочих температур

от —60 до +85°С

составляет для

11 разрядов ±0,05%', а для 7 разрядов

±0,2% .

Делитель напряжения ДНД5А10 представляет собой

матрицу R-2R. Рабочее напряжение ДВх.макс=40 в. Д о­

пустимые отклонения действительной величины коэффи­ циента деления (0 ,5 ± 0,02; 0,05; 0,1)%. Дрейф коэф­ фициента деления в диапазоне рабочих температур от —6 до + 8 5 °С составляет (0,5—0,05) %, габариты, мм, 54X35X34, вес 88 г.

Дискретный делитель ДНД5А-11 представляет собой матрицу R-2R на 11 разрядов. Номинальные величины сопротивлений резисторов Д =500 ом, 2Д = 1 000 ом. Д о­ пустимые отклонения действительной величины коэффи­ циента деления 0,02—0,05%- Дрейф коэффициента деле­ ния в диапазоне температур от —60 до +85 °С не более 0,05%'.

56