3. При исследовании ЦАП входной двоичный код задается путем подачи постоянных уровней лог. 0 или лог. 1 на соответствующие цифровые входы микросхемы AD557. Выходное напряжение ЦАП контролируется с помощью мультиметра.
4. При исследовании АЦП входное напряжение подается с источника питания, двоичный выходной код снимается с соответствующих цифровых выводов микросхемы AD7819. Выходной код контролируется с помощью светодиодов подключенных к выходам АЦП.
Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) преобразуют входной цифровой код в пропорциональный его значению уровень выходного аналогового сигнала. Наиболее распространенными являются ЦАП с входным цифровым кодом в виде параллельного двоичного кода и с выходным аналоговым сигналом в виде напряжения.
ЦАП широко используются в автоматизированных системах управления, в контрольно-измерительной аппаратуре, в робототехнике, в цифровых системах связи, а также в качестве составного узла нескольких видов аналого-цифровых преобразователей (АЦП).
В большинстве современных ЦАП входной код сначала преобразуется в эталонные токи, соответствующие относительному “весу” каждого из установленных двоичных разрядов, которые суммируются на инвертирующем входе операционного усилителя и далее преобразуются в выходное напряжение Uвых. Наиболее распространенной схемой преобразователя код–эталонные токи является резистивная матрица, содержащая прецизионные резисторы двух номинальных значений R и 2R (матрица R–2R), а также токовые КМДП-ключи (VT) и входные усилители-инверторы (УИ) (рис. 11.1).
В соответствии с двоичным b-разрядным кодом, подаваемым на цифровые входы D0–D(b–1), входные усилители-инверторы создают управляющие напряжения на затворах транзисторов VT в каждой из вертикальных ветвей резистивной матрицы таким образом, что лог. 1 коммутирует резистор 2R на вход операционного усилителя DA, а лог. 0 присоединяет этот резистор к “земле”. В этом случае через все элементы матрицы протекает практически неизменный ток независимо от входного двоичного кода, что обеспечивает неизменность теплового режима ЦАП.
Матрица R–2R обеспечивает “весовые” соотношения токов ветвей, кратные степеням числа 2. Например, ток ветви, управляемой разрядом D(b–1), при воздействии лог. 1 равен Uоп/2R. В следующих ветвях эти токи будут равны Uоп/4R, Uоп/8R и т. д. В ветви, соответствующей самому младшему разряду D0, значение тока составит Uоп/2bR. В результате, общий ток, втекающий в точку виртуального нуля, находящуюся на инвертирующем входе операционного усилителя, и вытекающий далее из нее через сопротивление обратной связи Rо.с к выходу усилителя DA, определяется выражением:
I = (Uоп /R) (ab–12–1 + ab–22–2 + ab–32–3 + ··· + a02–b),
где a0, …, ab–3, ab–2, ab–1 – численные коэффициенты, равные 0 или 1, указывающие на наличие лог. 1 или лог. 0 в соответствующих разрядах b-разрядного входного двоичного кода D0–D(b–1).
Аналоговое напряжение Uвых на выходе инвертирующего усилителя DA в приведенной структурной схеме (рис. 11.1) будет следующим:
Uвых = – I Rо.с = – (Uоп Rо.с /R) (ab–12–1 + ab–22–2 + ab–32–3 + ··· + a02–b). (11.1)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.