Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

16.2. A D/A KONVERTEREK ALAPKAPCSOLÁSAI 345
U ki
K 0
C 1 C 2
K 1
U ref
16.14. ábra. A töltésösszegzés elvének az illusztrálása.
előállítja a minimális
feszültség
U m = U ref
2 N (16.26)
U i = i U ref
2 N , i = 0,1,...,2N −1 (16.27)
egész számú többszöröseit. Ezeket a feszültségeket a bemeneti b 1 , b 2 ,..., b n ,...,b N bináris jelek
logikai értékétől függően egy egységnyi erősítésű, nagy bemeneti ellenállású erősítő bemenetére
kapcsoljuk, oly módon, hogy a kimeneti jel arányos legyen a D binárisan kódolt számmal. Egy
kapcsoló akkor van bekapcsolt (zárt) állapotban, ha a vezérlő jele logikai 1 értéket vesz fel. Az
ábránb n ab n logikai változó inverzét jelöli.
A kapcsolás kimeneti jele így
(
b1
U ki = U ref
2 + b 2
2 2 +...+ b n
2 n +...+ b )
N
2 N . (16.28)
A kapcsolás előnye az, hogy gyors és jól illeszkedik a MOS technológiához, ahol ellenállásokat,
kapcsolókat és nagy bemeneti ellenállású eszközöket egyszerűen elő lehet állítani. Hátránya,
hogy ellenállások száma2 N , a kapcsolóké pedig 2 ( 2 N −1 ) .
Töltésösszegzés elvén működő D/A konverter. Mint azt korábban említettük, a MOS technológia
lehetővé teszi azt, hogy egy lapkán kapcsolókat és kapacitásokat hozzunk létre, és arra
is mód van, hogy a kapacitások relatív pontossága nagy legyen. A kapcsolt kapacitású áramkörökben
a legfontosabb feladat az ellenállások funkciójának a helyettesítése valamilyen speciális
áramköri megoldással. Ezt a funkciót valósítjuk meg a töltésösszegzés elvén működő D/A konverterben
is, ahol a korábban alkalmazott binárisan súlyozott ellenállásokat binárisan súlyozott
kapcsolt kapacitásokkal váltjuk ki.
A töltésösszegzés elvét a 16.14. ábrával illusztráljuk.
A kapcsolás két fázisban működik:
– Az első fázisban a K 0 kapcsoló zárt állapotban van, tehát a C 1 kondenzátort kisüti és
a kimenetet földpotenciálra kapcsolja. Ugyanakkor a K 1 alternáló kapcsoló a baloldali
állásban van, és így aC 2 kondenzátor mindkét vége földpotenciálon van. Ebben a fázisban
mindkét kondenzátoron nulla feszültség mérhető, így a kondenzátorok töltése nulla.
– A második fázisban a K 0 kapcsoló kinyit, a K 1 alternáló kapcsoló pedig azU ref referencia
feszültségre kapcsol. A kapcsolás pillanatában az U ref referencia feszültség a C 1 és C 2