Цифро-аналоговый преобразователь с двоично-взвешенной резистивной матрицей

На рис. 20.7 показана схема резистивной матрицы, содержащей п параллельно включенных резисторов с поминальными сопротивлениями R, 2R,… 2″ 'R. К ее входу подключен источник опорного напряжения U_on. Ток, отбираемый от источника U в цепи на рис. 20.7, равен.

Если ток, протекающий в резисторе 2″ 'R обозначить I, то токи в ветвях цепи на рис. 20.7 образуют двоично-взвешенную последовательность 2″^_17, 2″ ²/,…, 4/, 21,1.

Ток I (см. рис. 20.7) определяет собой вес (в амперах) «единицы» младшего разряда двоичного кода. Ток 2″ '/, который протекает в резисторе R, равен весу «единицы» старшего разряда.

Рис. 20.7. Двоично-взвешенная резистивная матрица.

Рис. 20.8. ЦАП с двоично-взвешенной резистивной матрицей.

Резистивная матрица (см. рис. 20.7) является составной частью ЦАП, структурная схема которого показана на рис. 20.8. Для большей наглядности количество разрядов преобразуемого двоичного кода взято равным четырем. Поэтому резистивная матрица включает четыре резистора: R, 2R_} AR и 8R. Верхние концы резисторов соединены с «плюсом» источника опорного напряжения Е/_оп. Нижний конец каждого из резисторов в зависимости от значения цифры (1 или же 0), записанной в разряде управляющего кода, через «свой» ключ (5₀, S_v S₂ или S₃) может быть подключен:

• • к инвертирующему входу ОУ, если записана «1»;
• • к общей шине с нулевым потенциалом, если записан «0».

Причем ключ S₍₎ управляет младшим разрядом входного кода, a S₃ — старшим.

Поскольку напряжение на дифференциальном входе ОУ близко к нулю, то потенциал нижних концов резисторов матрицы равен нулю независимо от положения каждого из ключей. Другими словами, токи в элементах двоично-взвешенной матрицы (см. рис. 20.8), как и в цепи на рис. 20.7, являются двоично-взвешенным рядом.

Суммарный ток i_s, подаваемый на вход О У, а следовательно, и напряжение на выходе ЦАП, определяемое формулой (20.5), пропорциональны десятичному эквиваленту преобразуемого двоичного кода.