5. Цифроаналоговые преобразователи. Для преобразования аналоговых сигналов в цифровые и цифровых – в аналоговые употребляются: аналого-цифровые преобразователи. - презентация

1 5. Цифроаналоговые преобразователи. Для преобразования аналоговых сигналов в цифровые и цифровых – в аналоговые употребляются: аналого-цифровые преобразователи (АЦП); цифроаналоговые преобразователи (ЦАП). Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП). Для преобразования цифрового сигнала в аналоговый (например, в ток) воспользуемся формулой (7.1.5): В этой формуле вклад каждого следующего разряда в 2 раза меньше предыдущего.

2 5. Цифроаналоговые преобразователи. Значит, для создания аналогового сигнала – тока, нужно: 1. Создать n источников тока, каждый из которых дает ток в 2 раза меньше предыдущего. 2. Соединить эти источники тока с выходом, причем источник должен быть соединен с выходом, если a i = 1, и не соединен, если a i = 0. На выходе токи складываются по закону Кирхгофа.

3 5. Цифроаналоговые преобразователи. Создадим схему (рис. 5.1): Рис. 5.1 ИП U Rּ2 n-2 Rּ2 n-1 Rּ21Rּ21 R В нижней ветви схемы идет самый большой ток. Во второй – в 2 раза меньше, и т. д. Ключи позволяют подключать токовые сигналы к выходу. Они должны быть включены, если в соответствующем разряде цифрового сигнала – 1.

4 5. Цифроаналоговые преобразователи. Воспользуемся электронным ключом (рис. 5.2): a XY Рис.5.2. Электронный ключ. Если а = 1, то вход X соединен с выходом Y. Если а = 0, то вход X не соединен с выходом Y. Электронный ключ можно собрать на n-p-n транзисторе, который открывается положительным напряжением (1) на базе.

5 5. Цифроаналоговые преобразователи. a n-1 a1a1 U оп. R·2 n-1 R·2 1 R·2 0 a2a2 выход # б) а) Рис Принципиальная схема цифроаналогового преобразователя (а) и его обозначение на схемах (б). Тогда полная схема ЦАП (рис. 5.3): Здесь a i – цифровой вход, a 1 – старший разряд, a n-1 – младший.

6 5. Цифроаналоговые преобразователи. Такая схема называется ЦАП с единичным приближением. Недостаток ЦАП с единичным приближением – необходимо большое количество резисторов с очень разными номиналами. При большом количестве разрядов входного сигнала это трудновыполнимо. Чаще употребляется ЦАП с двоично-взвешенным приближением. Для его создания необходимы только два номинала резисторов.

7 5. Цифроаналоговые преобразователи. Рис Принципиальная схема ЦАП с двоично-взвешенным приближением. Рассмотрим схему ЦАП с двоично-взвешенным приближением: 2R a n-1 a1a1 U оп. 2R a2a2 выход R R R В такой схеме токи в узлах делятся пополам (доказать!). В остальном схема работает так же, как и предыдущая.