Перемножувальний ЦАП.

Застосування польових ключів на КМОН-структурах має більші перевари перед комутаторами на біполярних транзисторах та ЛЕ, що призначені для комутації розрядних струмів матриці резисторів ЦАП.Основними перевагами КМОН-ключів є висока перемикальна здатність польових транзисторів − дуже великий опір у закритому стані і практично нульовий опір у відкритому, а також висока економічність у зв’язку з тим, що заслін польового транзистора не споживає струму керування і тільки у момент перемикання в колі комутації споживається струм джерела живлення. Крім того, властивість двонапрямленості КМОН-транзисторів дозволяє застосовувати опорну напругу довільної полярності, якою живиться матриця резисторів. Все це, а також той факт, що основний вираз ЦАП являє собою добуток опорної напруги на вхідний код , тобто:

, (7.11)

створює умови для застосування ЦАП як пристрою відтворення операції перемноження аналогового сигналу (при ) на цифровий код .

На рис.7.6 показано фрагмент схеми МР перемножувального ЦАП, що ілюструє реалізація керування розрядними шинами матриці резисторів за допомогою КМОН-ключа (двох n-канальних нормально закритих з індукованими заслонами) польових транзисторів, а на рис.7.7 – схему вмикання десятирозрядного перемножувального ЦАІІ на базі мікросхеми К572ПАІА разом з ОП.

Рис. 7.6. Перемножувальний ЦАП.

Рис. 7.7. ЦАП з вихідним операційним підсилювачем.

Струм задається джерелом опорної напруги і послідовно ділиться на розрядних шинах матриці резисторів типу за двійковим принципом. При високому рівні напруги, тобто при появі , лівий транзистор закритий, а правий відкритий, отже, потенціал стоку КМОН-ключа дорівнює нулю, тобто маємо при коді . Якщо , правий транзистор закривається, а лівий відповідно відкривається. Хоча при цьому потенціал стоку КМОН-ключа залишається нульовим, однак витік правого транзистора “висить у повітрі”, оскільки від вхідного кола ОП, де тече зважений струм .

Зміна опорної напруги при фіксованому коді пропорційно змінює струм , а отже, й вихідну напругу ЦАП. Вхідна напруга може набувати як додатних, так і від’ємних значень, що розширює динамічний діапазон перемножувача. У мікросхемах перемножувальних ЦАП вхідна напруга може мати максимальне значення у діапазоні В, а резистор зворотнього зв’язку , що входить до складу мікросхем, має опір 5к. При зміні керуючого коду до вихідна напруга може змінюватись від 0 до В.

Переважувальний ЦАП має широкі функціональні можливості. На його основі можна будувати різні пристрої аналогової та гібридної (цифро-аналогової) техніки. Наприклад, перемножувальний ЦАП зручно використати для побудови підсилювача з керованим коефіцієнтом підсилення. Дійсно, якщо – вхідний, а – вихідний сигнали підсилювача, коефіцієнтом підсилення інвертуючого або неінвертуючого підсилювача буде відношення:

.

Крім перемноження двох сигналів, даний ЦАП може виконувати й ділення цих сигналів, якщо його увімкнути у коло зворотнього зв’язку ОП. Тоді:

. (7.12)