Influence of the switching circuit on the properties of the pulse-width-modulated DAC

• Autorzy: Kampik M. , Jedliński Ł.

Warianty tytułu

PL

Wpływ układu przełączającego na właściwości przetwornika C/A z modulacją szerokości impulsu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of the resistances and switching times of transistors used in the switching circuit of a pulse-width-modulated digital-to-analog converter on its gain and offset is analyzed in the paper. The analysis shows that the influence of the finite switching times on the relative error of the output voltage is one order higher than the influence of the finite on/off resistances of the switching transistors. The method of compensation of the offset is proposed.

PL

W pracy przedstawiono analizę wpływu rezystancji i skończonych czasów przełączania tranzystorów układu przełączającego przetwornika c/a z modulacją szerokości impulsu (PWMDAC) na nachylenie i przesunięcie zera charakterystyki przetwarzania tego przetwornika. Analizę przeprowadzono pod kątem zastosowania PWMDAC we wzorcowym źródle napięcia stałego i przemiennego. Przeanalizowane zostały trzy modele przetwornika: 1. Model uwzględniający wpływ rezystancji tranzystorów dla tON=tOFF=0; 2. Model uwzględniający wpływ czasów załączania i wyłączania tranzystorów dla RON=0, ROFF=[nieskończoność]; 3. Model uwzględniający wpływ rezystancji oraz czasów załączania i wyłączania tranzystorów. W obliczeniach założono nieskończenie dużą impedancję wejściową idealnego układu uśredniającego oraz pominięto wpływ zmian temperatury i zmian napięcia sterującego na rezystancję tranzystorów kluczujących. Z analizy wynika, że wpływ skończonych czasów przełączania tranzystorów przełączających na błąd nastawy napięcia wyjściowego jest o rząd większy niż błąd wynikający z rezystancji kluczy. Zaproponowano metodę kompensacji błędu przesunięcia zera; sposób ten wymaga wypracowania odpowiednich sygnałów sterujących tranzystorami przełączającymi. Uproszczony model układu przełączającego, przyjęty w pracy, nie ujawnił wpływu skończonych wartości rezystancji oraz czasów przełączania na liniowość charakterystyki przetwornika.

Słowa kluczowe

EN

digital to analog converter; pulse width modulation (PWM); calibrator

PL

przetwornik cyfrowo-analogowy; modulacja szerokości impulsu; kalibrator

• Wydawca: Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej PAN
• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 11, nr 1
• Strony: 21--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kampik M.

• Silesian University of Technology

autor

Jedliński Ł.

• Silesian University of Technology

Bibliografia

• 1. 5700A and 5720A Series Multifunction Calibrators. Service Manual. Fluke Corporation. Everett WA 1996.
• 2. Eccleston L., Faulkner N., Johnston C., Prue W., Thiemann M.: Calibrator brings record accuracy even to production and repair, Electronics, September 8, 1982, pp. 121-127.
• 3. Kampik M., Jedliński L., Gonscz D.: Programowane źródło wzorcowego napięcia stałego. Mat. II Konferencji „Podstawowe Problemy Metrologii” PPM’2001. Prace Komisji Metrologii Oddziału PAN w Katowicach. Seria: Konferencje Nr 4. Wydawca: Komisja Metrologii Oddziału PAN w Katowicach, Katowice 2001, s. 193-205 (in Polish).
• 4. Kampik M.: Programowany dzielnik napięcia stałego do kalibratora wielofunkcyjnego. Mat. V Szkoły-Konferencji „Metrologia Wspomagana Komputerowo” MWK’2001, t. 3: „Granty i projekty celowe. Referaty”, s. 23-28 (in Polish).
• 5. Jedliński Ł., Kampik M., Tokarski J.: Źródło wzorcowego napięcia stałego wykorzystujące zasadę cyfrowej bezpośredniej syntezy sygnału, Mat. IV Konferencji Systemy Pomiarowe w Badaniach Naukowych i w Przemyśle - SP2002. Zielona Góra 2002 (in Polish).
• 6. Wright P.S., Pickering J.R.: An AC voltage standard based on a PWM DAC, IEEE Trans. Instrum. Meas. 1999, 48, (2), pp. 457-461.
• 7. BS170 N-channeI enhancement mode field effect transistor – Datasheet, Fairchild Semiconductor 1995.