- •Электротехника и электроника Учебное пособие
- •«Информационные системы и технологии»
- •Введение
- •1 Основные законы электрических цепей. Методы расчета цепей постоянного тока
- •Топологические характеристики, элементы и схемы электрических цепей
- •1.2 Основные законы и соотношения в цепях постоянного тока
- •Методы эквивалентного преобразования схем электрических цепей с пассивными элементами
- •1.4 Характеристика методов расчета цепей постоянного тока. Методы контурных токов и узловых потенциалов
- •1.4.1 Метод контурных токов
- •1.4.2 Метод узловых потенциалов
- •1.5 Баланс активной мощности
- •2 Расчет линейных цепей синусоидального тока
- •2.1 Основные характеристики синусоидальных сигналов
- •2.2 Синусоидальные сигналы в прямоугольных координатах
- •2.3 Представление синусоидальных величин
- •2.4 Закон Ома в комплексной форме для цепей синусоидального тока
- •2.5 Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока
- •2.6 Активная, реактивная и полная мощности
- •2.7 Резонанс в цепях синусоидального тока
- •3 Анализ и расчет нелинейных электрических и магнитных цепей
- •3.1 Основные понятия нелинейных электрических и магнитных цепей
- •3.2. Классификация нелинейных элементов
- •3.3 Статическое и дифференциальное сопротивление нэ
- •3.4. Методы расчета нелинейных электрических цепей
- •3.5 Нелинейные индуктивные и емкостные сопротивления
- •3.6 Преобразования, осуществляемые с помощью нелинейных электрических цепей
- •3.7 Основные понятия магнитной цепи
- •3.8 Расчет магнитных цепей
- •3.9 Применение к магнитным цепям методов, используемых для расчета нелинейных электрических цепей
- •4 Трехфазные электрические цепи
- •4.1 Трехфазная система
- •4. 2 Соотношение между фазными и линейными величинами
- •4.3 Приемники, включаемые в трехфазную цепь
- •4.4 Мощность трехфазной системы
- •5 Электромагнитные устройства. Основные виды электрических машин. Трансформаторы
- •5.1 Принципы преобразования электрической энергии
- •5.2 Назначение и принцип действия трансформатора
- •5.3 Классификация трансформаторов
- •Устройство трансформатора
- •5.5 Режимы работы трансформаторов
- •5.6 Потери и кпд трансформатора
- •5.7 Трёхфазные трансформаторы, автотрансформаторы и измерительные трансформаторы
- •6 Машины постоянного тока
- •6.1 Принцип действия генератора и двигателя постоянного тока
- •6.2 Устройство коллекторной машины постоянного тока
- •6.3 Причины, вызывающие искрение на коллекторе
- •6.4 Способы возбуждения машин постоянного тока
- •6.5 Основные характеристики генераторов постоянного тока
- •6.6 Механическая и рабочая характеристики
- •6.7 Двигатели постоянного тока
- •6.8 Потери и кпд машин постоянного тока
- •7 Асинхронные и синхронные машины
- •Асинхронные машины
- •7.1. Устройство асинхронных машин
- •7.2 Режимы работы асинхронной машины
- •7.3 Потери и кпд асинхронного двигателя
- •7.4 Электромагнитный момент и механическая характеристика асинхронного двигателя
- •7.5 Пуск асинхронных двигателей
- •7.6 Рабочие характеристики асинхронного двигателя
- •7.7 Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
- •Синхронные машины
- •7.8 Устройство синхронной машины
- •7.9 Возбуждение синхронных машин
- •7.10 Параллельная работа синхронных генераторов
- •7.11 Потери и кпд синхронных машин
- •7.12 Пуск трехфазного синхронного двигателя
- •8 Элементная база электронных устройств
- •8.1 Электронно-дырочный переход и его свойства
- •8.2 Полупроводниковые диоды
- •8.3 Биполярные транзисторы
- •8.4 Полевые транзисторы
- •8.5 Тиристоры
- •8.6 Интегральные микросхемы
- •8.7 Оптоэлектронные устройства
- •8.8 Индикаторные приборы
- •9 Источники вторичного электропитания
- •9.1 Принципы построения источников вторичного электропитания
- •9.2 Классификация ивэп
- •9.3 Выпрямители: классификация и основные параметры
- •9.4 Управляемый выпрямитель
- •9.5 Стабилизаторы напряжения и тока
- •9.6 Сглаживающие фильтры
- •10 Усилители электрических сигналов
- •Усилители. Классификация и основные характеристики
- •Принцип действия усилителя
- •Обратные связи в усилителях
- •Дифференциальный каскад
- •Операционные усилители
- •Импульсные усилители мощности
- •Автогенераторные устройства
- •11 Основы цифровой электроники. Микропроцессорные средства
- •11.1 Логические элементы
- •11.2 Запоминающие устройства – триггеры
- •11.3 Аналого-цифровые преобразователи
- •11.3.1 Виды аналого-цифровых преобразователей и их особенности
- •11.3.2 Принципы построения ацп
- •11.4 Цифро-аналоговые преобразователи
- •11.4.1 Назначение и виды цифро-аналоговых преобразователей
- •11.4.2 Принципы построения цап
- •11.5 Программируемые устройства. Микропроцессоры
- •12 Электрические измерения и приборы
- •12.1 Общие сведения. Погрешности и классы точности
- •12.2 Классификация электроизмерительных приборов
- •12.3 Электронные и цифровые измерительные приборы
- •12.4 Регистрирующие приборы и устройства
- •12.5 Измерение неэлектрических величин
- •Список рекомендуемой литературы Основная литература
- •Список дополнительной литературы
- •Татьяна Федоровна Морозова Электротехника и электроника
- •355029, Г. Ставрополь, пр.Кулакова, 2
11.4.2 Принципы построения цап
Существует несколько схем, являющихся базой для построения многих разновидностей ЦАП. Для формирования соответствующих уровней выходного напряжения (или тока) к выходу ЦАП подключается необходимое количество опорных сигналов Е1, Е2...Еn (или токов I1,I2...In), либо устанавливают соответствующее дискретное значение коэффициента деления К1, К2...Кп.
На рисунке 11.14 приведена схема ЦАП с суммированием токов, в которой используются n опорных источников тока I1, I2...In.. Входной код b1,b2...bn управляет ключами S1, S2...Sn , которые подключают источники тока к нагрузке или замыкают их накоротко. При этом если bi = 0, то соответствующий источник закорочен и в работе схемы не участвует. Если же bi =1, то соответствующий источник тока подключен к нагрузке. Результирующий ток равен сумме токов опорных источников, для которых bi =1. Напряжение на выходе будет равно
. |
(11.2) |
Так, если входной код является двоичным, то результирующий ток равен
, |
(11.3) |
где n – число двоичных разрядов входного тока;
N – n-разрядное цифровое число.
Рисунок 11.14 – Упрощенная схема ЦАП с суммированием токов
В ЦАП со сложением напряжений (рисунок 11.15.) используется п опорных источников напряжений Е1, Е2...Еn. Входной код управляет ключами S1, S2...Sn, которые подключают соответствующие источники опорного напряжения к нагрузке или отключают их. Как и для схемы с cyммированием токов, при bi = 1 соответствующий источник напряжения включен а при bi = 0 – выключен. Результирующее напряжение на выходе равно сумме напряжений опорных источников, и для входного двоичного кода определяется как
|
(11.4) |
Рисунок 11.15 – Упрощенная схема ЦАП с суммированием напряжений
В схеме ЦАП с делением опорного напряжения Е0 имеется один источник опорного напряжения и набор калиброванных сопротивлений R1, R2...Rn, с помощью которых напряжение опорного источника делится до значения, соответствующего входному коду. Выходное напряжение для схемы, приведенной на рисунке 11.16, определяется
, |
(11.5) |
где R∑ — результирующее сопротивление, устанавливаемое при помощи ключей S1, S2...Sn, которые управляются входным кодом.
При выполнении Rн = 0 схема превращается в управляемый источник тока, то есть работает как схема со сложением токов.
Рисунок 11.16 – Упрощенная схема ЦАП с делением напряжения
В настоящее время выпускается много различных микросхем ЦАП, где микросхема представляет собой параллельный ЦАП с суммированием токов на комбинированной матрице, состоящей из взвешенных резисторов и резистивной матрицы. Микросхема изготавливается по биполярной технологии с р-n-p и п-р-п транзисторами, а резисторная матрица – по тонкопленочной технологии на отдельном кристалле, входящем в микросхему. Существуют ЦАП, основанные на принципе перезаряда емкостных делителей напряжения, где используется самокалибровка дроблением емкостей.