Микросхемы К564ИР13 (MM54C905).

К564ИР13 (MM54C905)

Микросхема К564ИР13 (MM54C905) — двенадцатиразрядный регистр последовательного приближения. Его можно использовать для построения ЦАП и АЦП на цифровой базе как КМОП, так и ТТЛ. Этот регистр может работать как накопительный, либо как регистр, повторяющий одну и ту же управляющую программу. Регистры К564ИР13 (MM54C905) пригодны для наращивания их емкости. Они работают как в непрерывном, так и старт-стопном режимах. В схемах ЦАП резистивные матрицы R — 2R можно (с некоторыми условиями) подключать непосредственно к выходам регистра ИРI3 без микросхемы аналоговых ключей.

Регистр К564ИР13 (MM54C905) имеет тактовый выход С, последовательный вход D, куда подаются входные данные, вход разрешения регистру E. Вход Е применяется при наращивании числа разрядов. Если оно не требуется, вход E присоединяется к нулю. Когда на входе E присутствует напряжение высокого уровня (1), на выходе Qll появляется логическая 1 и преобразование запрещается. Выход Qll — прямой для старшего значащего разряда (C3P); имеется и инверсный выход СЗР, т.е Qll. Регистр имеет выходы каждого из 12 разрядов; от QO (младший 3P) до Qll (C3P). Вход St — стартовый, задерживающий. Он служит для запуска цикла преобразования. Преобразование начнется, если на вход St поступит напряжение низкого уровня в момент последнего периода единицы на входе С. При этом на выходе Qll (СЗР) появляется напряжение низкого уровня, на всех остальных (QO - QIO) — напряжение высокого уровня. Этот момент соответствует на диаграмме положительному фронту импульса 1 из тактовой последовательности С. Последовательность импульсов, поступающих на вход D (на рисунке показана последовательность, у которой чередуются высокие и низкие уровни на входе D) сихропно с тактовыми периодами, с задержкой на один период тактового импульса записываются в разряды регистра (от Qll к QO). На последовательном выходе данных DO входная последовательность задерживается на один период тактовой последовательности. На выходе QCC окончание преобразования отображается отрицательным перепадом.

Диаграмме соответствует таблица, где перечислены все состояния на 14 периодов тактовой последовательности импульсов на входе С. Пятнадцатая строка таблицы показывает, что при напряжении высокого уровня на входе Е преобразования запрещаются. Для запуска регистра необходимо, чтобы совпало присутствие напряжений низкого уровня на входах E и St. В схемах AЦП на вход D поступает решение от компаратора: оставить или стереть единицу в данном разряде.

При напряжении 5 В время задержки от входа С до выходов QO — Ql1 и DO, QCC не превышает 350 нс (при питании 10 В — не более 150 нс). Минимальная длительность тактового перепада должна превышать 250 нс для напряжения питания 5 В и 100 нс для 10 В (соответственно, максимальная тактовая частота 2 и 5 МГц). При напряжении питания 15 В регистр К564ИР13 (MM54C905) потребляет статический ток не более 0,3 мА.

В схемах АЦП регистр К564ИР13 (MM54C905) может обслуживать микросхему ключа токов, которые замыкаются как при входных напряженных низкого, так и высокого уровня. Чтобы получить пределы ошибки АЦП в зоне +1/2 от значения ступеньки МЗР, на вход компаратора полезно подавать смещение. Если аналоговые ключи внешней микросхемы имеют активное напряжение высокого уровня, входу компаратора надо дать сдвиг вверх на 1/2 ступеньки МЗР. При активном напряжении низкого уровня требуется дать смещение вниз на — 1/2 ступеньки МЗР.

Если регистр используется для преобразования двуполярного сигнала, при котором нуль выходного кода приходится посередине напряжения шкалы, компаратору следует дать опорное напряжение смещения на l/2 напряжения шкалы. Выход Qll в двуполярном включении можно использовать как знаковый разряд, поскольку ступенька СЗР соответствует половине напряжения шкалы. Напряжения высокого и низкого уровня на выходе Q11 будут соответствовать полярности входного сигнала.

Если К564ИР13 (MM54C905) включен для непрерывного преобразования, при первой подаче питания схема может не запускаться. В этом случае необходимо на вход старт St подать через элемент ИЛИ сигналы от выходаQCC и от соответствующего длине слова выхода регистра.

Рассмотрим схему 12-разрядного АЦП, где от выходов регистра непосредственно берутся токи питания для резистивной матрицы 2 — 2R (здесь R = 50 кОм). Регистр работает непрерывно циклически, для этого выход QCC соединен со входом St. Чтобы не допускать ошибок в С3Р, для питания трех старших входов матрицы используются дополнительные усилители стекающего тока: три для разряда Q11, два — для Q10 и одн — для Q9. Регистр питается от источника опорного напряжения U = 10 В (это напряжение шкалы).

На рисунке приведена схема 8-разрядного АЦП, где сигнал окончания преобразования берется от выхода Q3.

Зарубежным аналогом микросхемы К564ИР13 является микросхема MM54C905.