Сверхбыстродействующий цифро-аналоговый преобразователь К1118ПА1

Выпуск ряда цифроаналоговых преобразователей высокой разрешающей способности (10- и 12-разрядных) не исключает потребности в преобразователях средней разрешающей способности повышенного быстродействия. К такому типу приборов относится ИС К1118ПА1, представляющая собой 8-разрядный цифроаналоговый преобразователь двоичного параллельного кода в ток с временем установления 20 нс, предназначенный для работы в диапазоне температур от - 10 до + 70°С.

Прибор полностью совместим с ЭСЛ-схемами, в частности с серией К500. Конструктивно он выполнен в металлокерамическом корпусе типа 201.16.-8. Электрические параметры, назначение выводов и структурная схема представлены соответственно в табл. 1, 2 и на рис. 1.

ЦАП построен по методу суммирования токов, обеспечивающему достижение максимального быстродействия. Его структурная схема (см. рис. 1), широко применяемая в микроэлектронике, состоит из источников, формирующих разрядные токи, соответствующие весам разрядов двоичного кода (транзисторы F1-F8); токовых ключей ТК1-ТК8, подключающих разрядные токи к одному из выходов ЦАП в соответствии с входным кодом; схемы стабилизации выходного тока, состоящей из операционного усилителя ОУ и транзистора-датчика V включенного в цепь обратной связи; источников опорных напряжений.

Схема стабилизации поддерживает выходной ток ЦАП неизменным при колебании напряжения питания и температуры окружающей среды.

ЦАП изготовлен по ЭСЛ-технологии с применением двухуровневой металлизации и ионной имплантации. В конструкции использована матрица резисторов, полученных диффузионным способом в едином технологическом процессе и исключающих функциональную настройку.

Для работы ЦАП требуются внешние источник опорного напряжения, токозадающий резистор, конденсатор частотной коррекции операционного усилителя и резистор для компенсации смещения нуля операционного усилителя.

Примеры включения ИС К1118ПА1 для работы на согласованные тракты с волновым сопротивлением 50 и 75 Ом приведены на рис. 2 а, б. При управлении ЦАП К1118ПА1 от микросхем ЭСЛ-типа не нужны дополнительные согласующие устройства. Работа ИС на согласованный тракт также может осуществляться без применения буферных каскадов и формирователей.

Рис. 2. Примеры включения ИС К1118ПА1 для работы на согласованный тракт с волновым сопротивлением 50 (а) и 75 Ом (б)

При применении ЦАП К1118 ПА1 следует учитывать некоторые его особенности:
- для обеспечения максимального быстродействия необходимо тщательное согласование выхода ЦАП с трактом, что достигается использованием дорожки печатной платы минимальной длины;

- при преобразовании выходного тока ЦАП в напряжение непосредственно на резистивной на грузке напряжение на выходах должно находиться в пределах от -1,3 до + 2,5 В пои всех значениях входного кода;

- при использовании только одного выхода второй выход должен подключаться к общей шине непосредственно или через резистор сопротивлением не более 25 Ом;

- поскольку выходной ток ЦАП определяется соотношением опорного напряжения и сопротивления внешнего токозадающего резистора, следует исключить возможность нестабильности этого соотношения, которая вызывает такую же нестабильность выходного тока;

- сумма выходных токов обоих выходов при любом входном коде равна току в конечной точке шкалы ;
- наличие дополняющего выхода во многих случаях расширяет функциональные возможности ЦАП;
- для предотвращения выхода ИС из строя недопустимо превышение предельных режимов, указанных в табл. 3.

Благодаря высокому быстродействию и совместимости с микросхемами ЭСЛ-типа ИС К1118ПА1 найдет широкое применение в обработке быстродействующих и телевизионных сигналов, измерительной технике и т.п.

В частности, совместно с серией К1800 данная ИС может применяться для синтеза сигналов произвольной формы по структурной схеме, аналогичной приведенной в работе. При этом полностью реализуется высокое быстродействие как микропроцессорных схем К1800, так и ИС К1118ПА1.