Аналитические весы — страница 7

  • Просмотров 6173
  • Скачиваний 579
  • Размер файла 41
    Кб

операционного усилите- ля будет равен An-1хUоп An-2хUоп A1хUоп A0хUоп I = __________ + __________ + . . . + ________ + ________ . R R R R В нашем случае, для 21-разрядного цифроаналогового преоб- разователя, диапазон изменения сопротивлений резисторов должен будет соответствовать ряду: 1,2,4,8,...,524288,1048576 Ом. У нас не было возможности точного подбора такого широкого ряда резис- торов тем более, что они должны быть все изготовленны по одной технологии, в связи с чем этот

метод построения цифроаналогово преобразователя - неприемлем. На рис. 4 представлена принципиальная электрическая схема цифроаналогового преобразователя с многозвенной цепочкой резис- торов. В этой схеме использование цепочки резисторов R-2R, при- водит к тому, что вклад каждого разряда в выходной сигнал про- порционален его двоичному весу. Поскольку эта цепочка резисторов является линейной цепью, то ее работу можно

проанализировать методом суперпозиции, то есть вклад в выходное напряжение от каждого источника рассматривать независимо от других источников. Окончательно все вклады от каж- дого разряда суммируются для получения на выходе результата в виде напряжения Uвых [8]. Таким образом, выходное напряжение цифроаналогового преоб- разователя пропорционально сумме напряжений со своими весами, обусловленных лишь теми ключами, которые

подключены к источнику Uоп. Для нашего 21-разрядного цифроаналогового преобразователя простое механическое копирование этой схемы невозможно, так как самые лучшие чипы операционных усилителей LM101A, LF156A или LM118 не способны обеспечить требуемого разрешения - их предел 14-ть разрядов и 8...12 разрядов - для микросхем операционных усилителей советского производства (К153УД2, К140УД18 и других). Можно было бы разработать двухплечевую схему с

использованием на выходе одного из плеч делителя напряжения, но такой подход приведет к множеству проблем, связанных с обеспечением идентич- ности плеч и тому подобных. Поэтому мы решили удалить из схемы приведенной на рис. 4 операционный усилитель, заменив предшест- вующий ему резистор 2R, многозвенной цепи, катушкой устройства взвешивания. Тогда для обеспечения изменения тока на выходе цифроана- логового преобразования

достаточно больших номиналов тока, до 3,5 А, мы должны подобрать пары 2R/R с таким расчетом, чтобы ве- личина R составляла значение немного большее 1 Ома, при этом ре- зисторы 2R должны иметь коэффициент деления как можно ближе к двум, особенно в старших значащих разрядах. Кроме этого, резис- торы должны быть мощными МЛТ-1 или МЛТ-2, чтобы избежать их вы- горания при прохождении больших токов. Подбор номиналов резисторов мы производили с