24.2. ПОСТРОЕНИЕ ЦА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ЭЛЕКТРОННЫМИ КЛЮЧАМИ

Выше при описании принципов работы ЦА-преобразователей рассматривались гипотетические механические ключи. Однако входной цифровой сигнал, как правило, является электрическим. В этом случае необходимы электронные ключи.

24.2.1. ЦА-ПРЕОБРАЮВАТЕЛИ С КМОП-КЛЮЧАМИ

Низкоомные КМОП-ключи весьма удобно использовать при ЦА-преобразова-ниях, так как они не имеют напряжения смещения. При малом числе разрядов можно воспользоваться принципом, который иллюстрируется рис. 24.1, и в качестве ключей, как показано на рис. 24.8, применить выходные цепи стандартных КМОП-логических элементов.

Рис. 24.8. Реализация ЦА-преобразователя с КМОП-вентилями в качестве ключей.

В этом случае напряжение питания используется в качестве опорного напряжения. Для повышения точности при расчете весовых коэффициентов нужно учесть выходное сопротивление логического элемента при высоком уровне напряжения на выходе. При напряжении питания 5 В оно составляет около 1 кОм, а при 10 В - около 500 Ом.

Для ЦА-преобразования с высоким разрешением на МОП-ключах особенно целесообразно использовать резистивную матрицу, представленную на рис. 24.3, так как в этом случае падение напряжения на ключах практически равно нулю. Подключение узла суммирования к нулевой шине можно осуществить, как показано на

Рис. 24.9. Реализация резистивной матрицы с МОП-перекидными ключами.

рис. 24.9, с помощью двух нормально закрытых -канальных полевых транзисторов, один из которых управляется через инвертор.

При поступлении высокого уровня напряжения на управляющий вход транзистор открывается, а закрыт. Потенциал стока равен нулю. Поэтому для получения достоверного результата вполне достаточно низковольтного логического сигнала независимо от величины опорного напряжения. Если на вход управления подать нулевое напряжение, транзистор закрывается. Потенциал стока в этом случае также остается равным нулю, так как теперь проводит транзистор Естественно, что транзистор закрыт тогда, когда опорное напряжение отрицательно. ЦА-преобразователи, выполненные по КМОП-технологии:

Время нарастания для них составляет

Опорное напряжение может изменяться в широком диапазоне от —10 В до Соотношение

справедливо для любого аналогового напряжения на опорном входе. Поэтому такие ЦА-преобразователи называются умножающими. Их можно успешно использовать в качестве цифровых регулируемых пропорциональных элементов, например в активных фильтрах.