Для повышения температурной стабильности выходного напряжения резистор Rо.с расположен на общем кристалле вместе с матрицей R–2R.
В исследуемом 8-разрядном ЦАП AD557 окончательное выражение для выходного напряжения имеет вид:
Uвых = Uоп (a727/256 + a626/256 + … + a020/256) = Uоп N/256, (11.2)
где N – десятичное число, представленное входным двоичным кодом.
К числу основных показателей, характеризующих точность ЦАП, относятся: разрешение, шаг квантования, погрешность смещения нуля, погрешность коэффициента передачи, дифференциальная нелинейность, нелинейность.
Разрешением ЦАП принято называть количество разрядов (b) входного двоичного кода.
Шагом квантования (h) называют расчетное приращение выходного напряжения ЦАП при изменении входного кода на единицу младшего разряда (1 МР). Из формулы (11.1) для двух кодов, отличающихся на единицу младшего разряда, получим:
h = Uоп Rо.с /R(2b – 1). (11.3)
Для исследуемого типа ЦАП формула (11.3) приводится к простому выражению: h = Uоп /255.
Погрешность смещения нуля (δOFF) – смещение выходного напряжения ЦАП относительно нуля в начальной точке преобразования. Эту составляющую погрешности удается компенсировать путем балансировки нуля в выходном усилителе ЦАП.
Погрешность коэффициента передачи, или погрешность наклона (δG) – смещение выходного напряжения ЦАП относительно значения Uоп в конечной точке преобразования. Данная составляющая погрешности возникает из-за отличия наклона передаточной характеристики от идеального значения и может быть практически устранена путем коррекции коэффициента усиления выходного усилителя ЦАП.
Нелинейностью, или интегральной нелинейностью (δL) называется максимальное отклонение реальной характеристики ЦАП от теоретической прямой, соединяющей нулевое и максимальное значения выходного сигнала. Значение δL выражается в долях или единицах МР, а также в процентах от полной шкалы. Подстройкой δL не компенсируется.
Дифференциальной нелинейностью преобразования (δLD) называется отклонение шага преобразования ЦАП от идеального, который должен точно соответствовать 1 МР. Обычно δLD выражают в долях 1 МР, реже – в процентах от полной шкалы преобразования. Данная составляющая погрешности в основном обусловлена разбросом параметров матрицы R–2R и не может быть скорректирована путем подстройки.
Структурная схема исследуемого ЦАП приведена на рис. 11.2. Основные параметры и расшифровка обозначений выводов микросхемы ЦАП приведены в приложении.
Рис. 11.2. Структурная схема ЦАП AD557
Существует три основных типа аналого-цифровых преобразователей: последовательных приближений, параллельного преобразования и двойного интегрирования. Все они имеют свои достоинства и недостатки, поэтому в каждом конкретном случае в зависимости от предъявляемых требований используется тот или иной тип АЦП.
В АЦП последовательных приближений, которые обладают сравнительно высоким быстродействием и точностью, преобразуемый аналоговый сигнал последовательно сравнивается с весовыми значениями напряжений, которые соответствуют весовым коэффициентам разрядов.
В АЦП параллельного преобразования входной аналоговый сигнал одновременно (параллельно) сравнивается с (2n - 1) градациями опорного напряжения, образуемыми резистивным делителем. Получаемый результат сравнения преобразуется в параллельный n-разрядный двоичный код. Такие АЦП обладают максимальным быстродействием.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.