Цифро-аналоговый преобразователь

Цифро-аналоговый преобразователь: определение, основные параметры, структурная схема и сущность преобразования

Цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) называется измерительное устройство, выполняющее переход от цифровой информации к аналоговой (рис. 8.1).

Структурная схема ЦАП в общем виде

Рис. 8.1. Структурная схема ЦАП в общем виде

Основное применение:

  • а) системы цифровой обработки данных;
  • б) устройства автоматического управления;
  • в) вывод информации из ЭВМ и ее дальнейшая передача на исполнительные устройства.

Главные параметры:

  • а) разрешающая способность, т. е. число двоичных разрядов входного кода, характеризуемое возможным количеством уровней аналогового сигнала;
  • б) точность, определяемая максимальным значением отклонения аналогового сигнала от расчетного, выражаемая в виде 0,5 уровня, соответствующего младшему значащему разряду (МЗР). При этом суммарная ошибка не должна превышать указанную в ТУ погрешность квантования;
  • в) нелинейность — максимальное отклонение линейно нарастающего выходного напряжения от прямой линии, соединяющей точки нуля и максимального выходного напряжения 17вых тах (обычно < 0,5 МЗР);

г) время преобразования (установления) 1пр — интервал от момента подачи цифрового сигнала до момента достижения выходным сигналом установившегося значения аналогового сигнала.

Кроме того, для современных ЦАП еще важен ряд статических и динамических параметров и характеристик, таких как передаточная характеристика, частота дискретизации, монотонность, статическая нелинейность и динамическая линейность, погрешности и т. д., которые здесь не рассматриваются.

Сущность преобразования состоит в суммировании эталонных напряжений, соответствующих разрядам входного кода, причем только тех напряжений, для которых в соответствующих разрядах стоит «единица».

В ЦАП (см. рис. 8.1) входные сигналы 1, 2, 3, ..., п в виде цифровых кодов в различных системах счисления (в ИМС — чаще двоичный позиционный код либо построенный на его основе десятичный код), а выходной сигнал — аналоговая величина, соответствующая коду в виде напряжения постоянного тока, временного интервала и т. д. (в ИМС — чаще в виде унифицированного напряжения постоянного тока).

При двоичном коде выходное напряжение имеет вид

где иоп опорное (эталонное) напряжение; Ь1} Ь2, Ьп коэффициенты двоичных разрядов, принимающие значения «О» или «1».

В своей структуре ЦАП обычно содержит:

  • а) резистивную матрицу, формирующую выходные сигналы, пропорциональные входному коду;
  • б) набор токовых электронных ключей, реализующих коэффициенты двоичных кодов;
  • в) выходной усилитель;
  • г) источник 1/оп;
  • д) согласующее устройство (интерфейс) входа ЦАП с цифровой ИМС.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >