промежуточных регистров хранения, третьей ступени шифратора 11X6, логики выбора типа выходного кода, построенной на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходного буферного регистра, выходных преобразователей уровня, преобразователей уровней сигналов управления и схем синхронизации. Мощность, потребляемая микросхемой, порядка 1 Вт. Микросхема содержит около 5 ООО компонентов (резисторов, диодов, транзисторов). Рассмотрим подробно составные части АЦП [39].

Резисторный делитель выполнен по схеме последовательного делителя напряжения и содержит 66 резисторов. Общее сопротивление делителя составляет примерно 67 Ом. Конструктивно имеет конфигурацию типа меандр. Выполнен в одном технологическом процессе при изготовлении рабочей металлизации кристалла из сплава алюминий - кремний. Делитель последовательно обходит все 64 компаратора АЦГ1 таким образом, что каждый компаратор прямым входом подключается к определенной точке делителя. Оба конца делителя выведены на выводы корпуса и служат для подачи на них опорных напряжений (У,;£,, и Vin Изменением опорного напряжения U,ei\ диапазоне 0...75 мВ можно скомпенсировать напряжение смещения нуля на входе АЦП, а изменением опорного напряжения Uifi диапазоне -1,9... - 2,1 В можно скомпенсировать абсолютную погрешность преобразования в конечной точке шкалы. Делитель имеет отвод от середины, который через резистор Rk выведен на вывод корпуса «Корректировка нелинейности». Этот вывод можно использовать в двух режимах: при подсоединении этого вывода к выводам U,y или Uifi нелинейность ХП корректируется на ±0,25 ЕМР; так как напряжение на этом выводе соответствует середине диапазона входного сигнала, то его можно использовать и в качестве «искусственной земли» для входного ОУ, тем самым получить возможность преобразования биполярных сигналов.

Резисторы делителя изготовлены с минимальной относительной погрешностью, так как она во многом определяет нелинейность преобразования АЦП. Для обеспечения нелинейности ±0,5 ЕМР требования к идентичности параметров весьма жесткие:

Относительная погрешность изготовления резисторов делителя эталонных напряжений, % .......±0,32

Относительная погрешность коллекторных резисторов дифференциальных каскадов компараторов, %.....±8

Разброс площадей эмиттеров транзисторов входных каскадов компараторов, %..........±4,2

Разброс сопротивлений контактных окон к эмиттерам транзисторов входных каскадов компараторов. Ом ±3,8

Разброс поверхностных сопротивлений слоя эмиттера в транзисторных входных каскадах компараторов, % . . ±2 Разброс статических коэффициентов усиления по току транзисторов входных каскадов компараторов, % . . ±6

Компараторы напряжения являются основным узлом параллельного АЦП и во многом определяют точность и быстродействие преобразователя В состав АЦП входит 64 стробируемых компаратора. Электрическая принципиальная схема компаратора приведена на рис. 4.2. Компаратор построен на основе дифференциальных усилителей постоянного тока. Питание компаратора однополяр-ное Ucc2=-G В; этим обусловлен и отрицательный диапазон входных напряжений. На входах компаратора стоят эмиттерные повторители V73, К7 18, выполняющие функцию буфера и каскада сдвига уровня для создания режима по постоянному току последующих каскадов. Нагрузкой эмиттерных повторителей являются ИТ, выполненные на транзисторах V74 и 1/719. Ток ИТ составляет 40...50 мкА, что при коэффициенте усиления транзисторов 40. .50 дает входной ток компаратора 1 мкА. Падение напряжения на переходе эмиттер - база транзисторов 1/73 и К? 18 и диодах VD\ и VD3 сдвигает уровень входных сигналов на величину, достаточную для нормальной работы дифференциальных усилителей компаратора. Таким образом, применение на входе эмиттерных повторителей позволило снизить входной ток компараторов, а также сделать его практически постоянным, независимым от входных напряжений. Это, в свою очередь, до минимума снизило соствляющую нелинейности ХП АЦП, обусловленную паразитным падением напряжения на резисторах делителя опорных напряжений за счет протекания по нему входных токов компараторов. На транзисторах 1/78, 1/711,

Sxad опорного напряжения

Вкад аналогового сигнала

Вход тоновый прямой

Вход тотдый -инверсный

Xr6~~Xr8

VT75

Л к»

VT!8

Ч VTIt

\rz\R3 R4

у. ж

VT19

Общий ~(анаяогоВая земля)

VT2Z

ых 1 прямой Вых 1 инверсный Вых 2 инверсный Вых 2 прямой

- Вых J прямой -Вых 3 инверсный

mi тз

. Выход опорного напряжения ИТ

ЩЯП схемб/И

Ifcc2~~-SB

Рис 4 2. Принципиа тьная электрическая схема компаратора kWyi КИ07ПВ1

VTIA выполнен переключатель тока, с помощью которого компаратор переключается из режима сравнения в режим хранения. Использование одного ИТ (\/Т12) для работы в обоих режимах позволило снизить потребляемую мощность компаратора до 5 мВт при приемлемом быстродействии

Первый каскад усиления выполнен на дифференциальном усилителе, построенном на транзисторах V76 и VJ17, нагрузкой служат каскады с общей базой на транзисторах К/5 и К716. Такое каскадное включение позволило значительно повысить быстродействие компаратора, ослабив эффект Миллера. Второй каскад усиления собран на транзисторах V19 и К715. Нагрузкой компаратора являются резисторы R6 и R8. При подаче на инверсный тактовый вход высокого уровня, а на прямой - низкого ток ИТ И712 через транзисторы VT8 и К7 11 поступает на оба усилительных каскада. При этом компаратор работает в режиме сравнения. Коэффициент усиления компаратора в этом режиме К = о,5...6. Разность входных напряжений на прямом и инверсном входах компаратора усиливается и выделяется на резисторах R6 и R8. При подаче на инверсный тактовый вход компаратора низкого уровня, а на прямой - высокого ток ИТ К712 протекает через транзистор VI 14, тем самым питая эмиттерную цепь триггера-защелки. Триггер-защелка выполняет функции усиления и запоминания сигнала сравнения и представляет дифференциальный усилитель постоянного тока (К7"10 и К713), охваченный 100%-ной положительной обратной связью

При подаче тока в эмиттерную цепь триггера-защелки начинается лавинообразный процесс, в результате которого на резисторах R6 и R8 устанавливаются логические уровни результата сравнения входного аналогового сигнала и опорного, сформированного делителем эталонных напряжений. Для надежного срабатывания триггера-защелки начальный перепад на резисторах нагрузки, в режиме сравнения может составлять несколько милливоль что с учетом коэффициента усиления компаратора в режим? сравнения позволяет различить разность напряжений на входах компаратора в несколько десятых долей милливольта. Сигнал ф резисторов нагрузки снимается на первую ступень шифратора через эмиттерные повторители, выполненные на транзисторах К720 и VJ22. На транзисторах VI \ и VI2 и резисторах R\, R2 собран источник опорных напряжений для питания источников тока компаратора и элемента И, Конструктивно транзисторы входных эмиттерных повторителей и транзисторы дифференциальных каскадов расположены на кристалле попарно в непосредственной близости для уменьшения напряжения смещения нуля компаратора. Прямые входы всех компараторов соединены друг с другом и образуют аналоговый вход.

Первая ступень шифратора построена на 64 элементах И и служит

3 Зак 677 65