Устройства, используемые для точного и стабильного преобразования звуковых сигналов в цифровой формат

выходное напряжение такого преобразователя будет определяться следующим значением:

Если замкнут последующий ключ, а соответствующий младшему знаковому разряду регистра 1 разомкнут, то тогда выходное напряжение равно:

Замыкание каждого последующего ключа (в направлении увеличения веса разрядов) вызывает прирост выходного напряжения, превышающий результат замыкания предыдущего ключа. При замыкании нескольких ключей результирующее выходное напряжение определяется суммой вкладов от каждого замкнутого ключа. Таким образом, можно получить 16 различных дискретных уровней выходного напряжения, соответствующих 16 различным двоичным комбинациям на входе ЦАП. Соотношения сопротивлений весовых резисторов должны быть выдержаны с высокой точностью для обеспечения необходимой линейности преобразования входного кода в выходное напряжение.

Четыре бита, фиксируемые в регистре 2, управляют состояниями следующих четырех ключей и обеспечивают еще 256 точек, так как 4 ключа, управляемые 1 регистром, обеспечивают 16 комбинаций, 4 ключа, управляемые регистром 2, тоже будут обеспечивать 16 двоичных комбинаций, таким образом, получаем 256 двоичных комбинаций, а значит, и 256 различных дискретных уровней выходного напряжения.

Как только получаем 16 двоичных комбинаций, которые воспроизводят ключи, управляемые 1 регистром, замыкается ключ, соответствующий младшему разряду 2 регистра, таким образом, обеспечивается еще 16 двоичных комбинаций, что в сумме составляет 32 комбинации. Затем, после этих 32 комбинаций размыкается ключ, соответствующий младшему разряду 2 регистра, и замыкается ключ, управляемый разрядом 1 второго регистра, соответственно опять повторится 16 комбинаций, что в итоге нам даст 48 двоичных комбинаций. И замыкание, и размыкание последующих ключей даст нам еще 16 комбинации двоичных кодов, что в сумме составит 64 комбинаций. Если будут замкнуты 2 ключа, управляемые регистром 2, то получится 64 уровня дискретного напряжения. Таким образом, если замкнуты все 4 ключа, которые управляются регистром 2, то мы получим 256 точек.

Ключи третьего и четвертого регистров добавляют еще по шестнадцать комбинаций каждый. Таким образом, в соответствии с формулой (1.6) ЦАП обеспечит X_max = 2¹⁶ = 65536 двоичных комбинаций и столько же уровней квантования [6].

Для ЦАП, рассчитываемого в дипломном проекте, выберем:

- операционный усилитель К140УД2 с входным током I_вх » 110 нА и разностным I_р » 33 нА, его U_пит может составлять 1,5-18 В;

- четырехразрядные коммутирующие ключи  К1109КТ3, работающие в диапазоне напряжений до 50 В.

Для составления таблицы состояния ЦАП и расчета уровня напряжения на его выходе необходимо учесть, что значение напряжения изменяется