1. Мультиплексор из 4 в 1.

2. Цап с делителем типа r-2r.

Многозвенная схема типа R-2R состоит из нескольких последовательно вклю­ченных резисторов R₁₂, R₂₃ и R₃₄ и т. д. с сопротивлением R и ряда параллельно вклю­ченных резисторов R₁, R₂, R₃ … с сопро­тивлением 2R. Выходной согласующий рези­стор R_C имеет сопротивление 2R. Переклю­чатели располагаются последовательно с па­раллельно включенными резисторами, и ток в каждой параллельной ветви схемы направ­лен или к суммирующей точке усилителя (в виртуальную "землю"), или к общей ли­нии, которая заземлена.

Р аботу схемы типа R-2R легче понять, если проанализировать ее в "обратном на­правлении" и записать

Поскольку R₄ и R_C равны и включены параллельно, их общее сопротивление со­ставляет R₃₄, следовательно,

Кроме того, R₃ = R₄, а ток через резистор R з

Т ак как R₃₄ + (Rс II R₄)=2R₃₄ -R₃, сопро­тивление резисторов, параллельно включен­ных между землей и U₃, равно R₂₃ поэтому

Продолжая рассуждения подобным обра­зом, получаем

Следовательно, токи через параллельные ветви и напряжения в узлах образуют про­грессию. Очевидно, что на характер этой про­грессии не влияет количество "ячеек", будь их 4,10 или 12.

Управляемые переключателями двоично- взвешенные токи I₁ - I₄ вносят свой вклад в общий ток или, проходя через операционный усилитель, в выходное напряжение. Если счи­тать, что переключатели, находящиеся в состоя­нии, соответствующем 1, направляют токи в линию суммирующей точки, а в состоянии, соответствующем 0, - в общую линию, то ток в общей линии является дополнением тока в линии суммирующей точки. В случае биполярного сигнала ток общей линии пода­ется вместо земли на суммирующую точку второго инвертирующего операционного уси­лителя.

В КМОП-переключателях транзисторы VT1и VT2, VT4 и VT5, VT6 и V7 представляют собой набор логических инверторов. Транзи­сторы VTS и VT9 осуществляют аналоговую коммутацию. Транзистор VT3 обеспечивает положительную обратную связь, ускоряющую переключение. Поскольку напряжения в точ­ках В и С находятся в противофазе, переклю­чающие транзисторы включаются не в фазе: когда транзистор VT8 заперт, транзистор VT9 находится в проводящем состоянии.

На практике необходимо учитывать со­противления замкнутых переключателей (Rвкл), действующих последовательно с со­противлениями Ri параллельно включенных резисторов. Если значением Rвкл нельзя пре­небречь по сравнению с Ri, то ЦАП может

оказаться нелинейным. Ситуацию легко ис­править, построив переключатели таким об­разом, чтобы Rвкл возрастало от ветви к вет­ви в двоичной прогрессии. Поскольку токи убывают в двоичной прогрессии, падение на­пряжения на всех Rвкл будет одинаковым, и в результате погрешность вычисления ока­жется незначительной.

Показанная схема может работать от логи­ческих уровней ТТЛ или КМОП. Диоды VD1 и VD2 защищают КМОП-переключатели от разрушения при приложении напряжений об­ратной логики или суммирующей точки (пере­грузки). Так как доля U_ОП приходящаяся на переключатели, весьма мала, ЦАП можно использовать в качестве умножителей как при положительных, так и при отрицательных входных аналоговых сигналах. Достоинством КМОП-приборов является небольшая потреб­ляемая мощность в стационарном режиме.

3) Формула для расчета выходного напряжения на ОУ, работающем в режиме инвертора, имеем:

Подставим в это выражение условие, получим:

Билет №18

1. Демультиплексор на 4 входа.