лем к выходному напряжению Uвых. При подаче на i-й разряд логического нуля закрывается первый из пары транзисторов, а второй открывается. При этом соответствующее напряжение не прибавляется суммирующим усилителем к выходному напряжению Uвых. Следовательно, данная схема аппаратно реализует алгоритм перевода двоичного кода в десятичный код. Выходное напряжение рассчитывается по формуле
Uвых = 
2Un оп-1
ni=-01 Di 2i = 
NUвхопmax Nвх, (6.1)
где Di = 0 или 1; Nвх – десятичное значение входного двоичного кода; Nвх max – максимальное десятичное значение входного двоичного кода.
Условное обозначение и передаточная характеристика четырехразрядного ЦАП приведены на рис. 6.2.
|
|
Рис. 6.2. Условное обозначение и передаточная характеристика четырехразрядного ЦАП
При изменении входного двоичного кода ЦАП на единицу выходное напряжение изменяется скачком на некоторую величину DU , представляющую собой дифференциальную погрешность ЦАП. Очевидно, что чем больше разрядность ЦАП, тем меньше его дифференциальная погрешность и тем точнее осуществляется преобразование цифрового кода в аналоговое напряжение. На практике применяют разрядность ЦАП, равную 10 и выше.
Кроме дифференциальной погрешности, ЦАП характеризуются погрешностью нелинейности преобразования, определяемой как абсолютное отклонение точек передаточной характеристики от прямой, а также временем установления выходного напряжения при изменении входного кода, т. е. быстродействием.
ЦАП применяются для построения АЦП, в цифровых генераторах напряжения, а также в устройствах автоматического управления и цифровых устройствах воспроизведения звука. Так в звуковом адаптере (аудиокарте) персонального компьютера для воспроизведения звука используется ЦАП.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (digital to аnalog converter) – это функциональный элемент электроники, преобразующий входное аналоговое напряжение в пропорциональный выходной двоичный код. Разрядность АЦП, как правило, равна количеству его цифровых выходов.
Существуют различные способы внутренней организации ЦАП. Однако наибольшее распространение получили АЦП последовательных приближений с сокращенным перебором кодов и АЦП параллельного преобразования. Рассмотрим оба типа.
Структурная схема АЦП последовательных приближений приведена на рис. 6.3.
Рис. 6.3. Структурная схема АЦП последовательных приближений с сокращенным перебором кодов
В процессе преобразования логическая схема ЛС (или микропроцессорная система) подает на старший разряд ЦАП логическую единицу, а на остальные разряды – логические нули. При этом на выходе ЦАП появляется напряжение UЦАП, которое сравнивается компаратором К с входным напряжением Uвх. Если UЦАП <Uвх , то на выходе компаратора появляется логическая единица, которая поступает на вход ЛС. В этом случае ЛС оставляет логическую единицу в старшем разряде ЦАП и формирует логическую единицу в следующем по старшинству разряде. Если UЦАП ‡Uвх , то на выходе компаратора появляется логический ноль, и ЛС выставляет в старшем разряде ЦАП логический ноль. Далее процесс повторяется для всех разрядов ЦАП. Требуемое количество тактов равно разрядности ЦАП, и, соответственно, разрядности АЦП. После преобразования на входах ЦАП формируется двоичный код Nвых, который является выходным для АЦП последовательных приближений. Этот код в десятичной системе счисления рассчитывается по формуле
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
