- •Компьютерная
- •Основные параметры и характеристики ЦАП
- •Статические параметры ЦАП
- •Статические параметры ЦАП
- •Статические параметры ЦАП
- •Статические параметры ЦАП
- •Динамические параметры ЦАП
- •Типы ЦАП
- •ЦАП с суммированием напряжения
- •ЦАП с суммированием напряжения
- •ЦАП с суммированием напряжения
- •ЦАП с делением напряжения
- •ЦАП с делением напряжения
- •ЦАП с делением напряжения
- •ЦАП с делением напряжения
- •ЦАП с суммированием токов
- •ЦАП с суммированием токов
- •ЦАП с суммированием токов
- •ЦАП с суммированием токов
- •ЦАП с суммированием токов
- •ЦАП с суммированием токов
- •Умножающий ЦАП
Компьютерная
схемотехника
Лекция 17. Цифро-аналоговые преобразователи
Основные параметры и характеристики ЦАП
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — устройство для преобразования цифрового (обычно двоичного) кода в аналоговый сигнал (ток, напряжение, заряд и т.д.).
Основной характеристикой ЦАП является передаточная.
Реальная характеристика отличается от идеальной. Для оценки этих отличий вводятся статические и динамические параметры.
Статические параметры ЦАП
1 Количество разрядов входного кода.
2 Напряжение смещения нуля – выходное напряжение ЦАП при входном коде равном нулю.
Статические параметры ЦАП
3 Абсолютная погрешность преобразования ( ап) - отклонение выходного напряжения от номинального, соответствующего конечной точке характеристики преобразования. Измеряется ап в
единицах младшего разряда (ЕМР). Эта погрешность является мультипликативной.
Статические параметры ЦАП
4 Нелинейность л характеризует степень отклонения выходного
напряжения от идеального и задается в EMP. Обычно под идеальным значением понимается линия, соединяющая начальную (наличие нулей на всех входах) и конечную (наличие единиц на всех входах) точки характеристики преобразования.
Статические параметры ЦАП
5 Дифференциальная нелинейность дл определяется как
наибольшая по модулю разность единичного приращения выходного напряжения и среднего значения этого приращения. Если дифференциальная нелинейность ЦАП больше одного кванта, то зависимость U(I) от N может быть немонотонной.
6 Разрешающая способность - приращение напряжения при преобразовании смежных значений кодов. Это приращение является шагом квантования Uк = Umax/2m, где m – разрядность ЦАП.
Динамические параметры ЦАП
1 Время установления выходного напряжения - интервал времени от момента подачи входного кода на вход ЦАП до момента, при котором выходное напряжение окончательно войдет в заданное поле допуска.
2 Максимальная частота преобразования - наибольшая частота изменения входного кода, при которой параметры ЦАП соответствуют заданным.
Типы ЦАП
Схемы ЦАП разнообразны по построению, однако наиболее широкое распространение получили следующие типы:
ЦАП с суммированием напряжения;ЦАП с делением напряжения;ЦАП с суммированием токов.
ЦАП с суммированием напряжения
ЦАП с суммированием напряжения
Пусть разрядность входного кода равна n, тогда младший разряд должен иметь обозначение А0, а старший - Аn-1. Учтем, что в инвертирующем усилителе kU = - ROC / R. Поэтому старшему разряду должно соответствовать минимальное значение резистора, т.е. разряду Аn-1 соответствует значение резистора R или R*20. В ЦАП значения сопротивлений, соответствующие соседним разрядам, отличаются в два
раза, поэтому разряду Аi соответствует значение резистора R*2n-i-1. Найдем выходное напряжение ОУ, применив два правила анализа устройств на основе операционных усилителей:
(Uоп *А0 – U-)/(R*2n-1) |
+ (Uоп *А1 – U-)/(R*2n-2) +… |
+ (Uоп *Аn-1 – U-)/(R*20) = |
(U - Uвых ) / Rос; |
|
U- = U+ = 0. |