X-PDF

Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП)

Поделиться статьей

Цифро-аналоговый преобразователь предназначен для преобразования

входной величины, представленной числовым кодом, в эквивалентную аналоговую величину. В ЦАП в качестве входного сигнала используются цифровые коды, а выходным сигналом является, как правило, напряжение.

Принцип работы ЦАП состоит в суммировании эталонных значений

напряжений (токов), соответствующих разрядам входного кода, причем в суммировании участвуют только те эталоны, для которых в соответствующих разрядах стоит 1. В этом случае входное напряжение определяется

следующим образом:

где U0 — опорное (эталонное) напряжение,

k — коэффициенты двоичных разрядов, принимающие значение 0 или 1,

n — разрядность входного кода.

Основные характеристики ЦАП подразделяются на статические и

динамические. К статическим параметрам относятся:

— разрядность (n),

— абсолютная разрешающая способность ЦАП — т.е. минимальное значением изменения сигнала на выходе, обусловленное изменением входного кода на единицу (цена младшего разряда), определяется как U0/2n,

— абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы δшк представляет собой отклонение значения выходной напряженности от номинального расчетного, соответствующего конечной точке характеристики преобразованния (измеряется в единицах младшего разряда (EMP) или в процентах (рис. 13.1),

— нелинейность преобразования δL -это отклонение реальной характеристики преобразования от расчетной (линейной). Величина δL измеряется в

единицах младшего разряда или в процентах:

Из динамических характеристик наиболее существенными являются:

— время установления выходного сигнала tуст, — это интервал времени от подачи входного кода до появления выходного напряжения,

— максимальная частота преобразования fпреобр.

Рис.13.1. Характеристики преобразования ЦАП Реальная(а) и идеальная(б).

При построении ЦАП в качестве эталонов используются токи или напряжения. Принцип построения ЦАП, реализующих метод суммирования

Представленная информация была полезной?
ДА
58.95%
НЕТ
41.05%
Проголосовало: 782

токов, иллюстрируются на рис.13.2.

Рис.13.2. С ЦАП с суммированием токов (а) и ее реализация (б)

Данное устройство (рис. 13.2а) содержит n источников тока, которые подключаются с помощью ключей S к общей нагрузке Rн. На общей нагрузке

Rн будут протекать только токи тех разрядов, в которых значение цифры-

единица. Если нагрузка Rн постоянна, то выходное напряжение Uвых пропорционально входному коду. На практике для получения выходного напряжения, пропорционального входному коду, в качестве нагрузки используется операционный усилитель (ОУ), играющий роль преобразователя тока в напряжение. Действительно в ОУ напряжение между входами равно нулю.

Выходное напряжение в ОУ прямо пропорционально выходному току

ЦАП и не зависит от сопротивления выходной нагрузки.

Недостатком рассмотренной выше схемы ЦАП является широкий диапазон величин сопротивлений в резистивной матрице для формирования разрядных токов. К тому же эти резисторы должны иметь высокую точность изготовления. Поэтому в современных ЦАП используются резистивные матрицы типа R-2R. Эти матрицы включают в себя резисторы двух номиналов R и 2R (рис.13.3).

Рис.13.3. ЦАП с матрицей R-2R

В резистивной матрице происходит последовательное деление тока на

два. В результате выходное максимальное напряжение на выходе ЦАП при N=111…1 равно:

Входное сопротивление резистивной матрицы, а следовательно, и ток J0 постоянны и не зависят от состояния ключей (кода). При Rooc=R величина

выходного напряжения Uвыхмакс меньше Uоп на величину младшего разряда.

Точность и стабильность параметров ЦАП, в основном, зависят от стабильности источника Uоп и точности изготовления резисторов R в матрице.

ЦАП выпускаются в виде ИС, обычно с внешним источником Uоп и ОУ. На рис 13.4 изображены ИС ЦАП серии К572. Микросхема К572ПА1 представляет собой резистивную матрицу на 10 разрядов и токовые ключи. Входы ОУ подключаются к выходным шинам J1, J2, а выход ОУ к входу Y. Сопротивление обратной связи Rooc=R находится внутри кристалла, что увеличивает стабильность работы ЦАП. Микросхема К572ПА2 имеет разрядность –12 и содержит два дополнительных двенадцатиразрядных регистров для хранения входной информации. Прием в регистры производится подачей сигнала 1 на входы С1 и С2. Существуют другие серии ИС с повышенным быстродействием, например К1108ПА1, К1118ПА1 и др.

Рис 13.4. ИС ЦАП серии К572ПА1(а) и К572ПА2(б)


Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.95%
НЕТ
41.05%
Проголосовало: 782

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет