Цифроаналоговые преобразователи

Примером простейшего цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) десятичного кода в аналоговую величину может служить шестидекадный магазин сопротивлений с ручным управлением. Цена единицы младшей декады 0.1 Ом. Выходной величиной этого ЦАП является сопротивление постоянному току, которое соответствует десятичному числу

,

где коэффициенты принимают значения от 0 до 9 и устанавливаются вручную путем переключения декад магазина. Диапазон изменения выходной величины (сопротивления) 0 99999.9 Ом.

Современные ЦАП с управлением от ЭВМ (процессора) преобразуют в аналоговую величину (напряжение, силу тока, сопротивление, емкость и т.д.) двоичные числа. Упрощенная схема подобного преобразователя представлена на рис. 44. Напряжение на выходе этого ЦАП равно

В.

где - коэффициенты, принимающие значения 0 и 1. Эти коэффициенты реализуются включением и выключением ключей под управлением компьютера в соответствии с программой-драйвером.

Для связи с компьютером применяется один из стандартных интерфейсов. Любой из интерфейсов представляет собой совокупность

- правил обмена информацией (протокол обмена),

- стандартов на параметры информационных и служебных сигналов,

- стандартов на конструкции соединительных устройств.

Конструктивно ЦАП может быть оформлен в виде одной микросхемы, которая в минимальном составе может содержать только цепочку сопротивлений, ключи и усилитель.

Аналого-цифровые преобразователи (ацп) ацп поразрядного уравновешивания

АЦП поразрядного уравновешивания, принцип действия которого поясняется рис. 46, является довольно популярным. При запуске АЦП компаратор начинает сравнивать входное (преобразуемое) напряжение с напряжением, поступающим с выхода ЦАП, которое в начальный момент равно 0. Компаратор вырабатывает сигнал “больше”, по которому устройство управления устанавливает значение коэффициента , тем самым устанавливая старший разряд ЦАП в ‘1’. После этого компаратор вновь сравнивает входное напряжениес напряжением, поступающим с выхода ЦАП. Если входное напряжение вновь оказывается больше напряжения с ЦАП, то компаратор вновь вырабатывает сигнал "больше", и устройство управления устанавливает коэффициент, тем самым включается следующий разряд ЦАП. В противном случае, если измеряемое напряжение оказывается меньше, чем напряжение ЦАП, то устройство управления устанавливает. Такие операции повторяются до тех пор, пока не будут опрошены все разряды ЦАП. По окончании процедуры во всех линиях, идущих от устройства управления к ЦАП, формируются коэффициентыв виде наличия или отсутствия напряжения в каждой из них. Полученные коэффициенты, то есть двоичный код переписывается в выходной регистр и далее, в соответствии с протоколом обмена - в компьютер (процессор).

Динамической характеристикой АЦП поразрядного уравновешивания является длительность цикла преобразования или обратная величина - частота преобразования. Погрешность датирования отсчетов или апертурное время таких АЦП не превышает длительности цикла преобразования.