1.Основные тенденции развития схемотехники.

На сегодняшний день можно выделить основные тенденции в развитии схемотехники:

а) непрерывный рост уровня интеграции микросхем;

б) уменьшение размеров, стоит тут отметить, что это является главной тенденцией;

в) увеличение быстродействия (быстродействие – это число операций в секунду);

г) уменьшение уровня напряжения питания;

д) уменьшение уровня тока потребления;

е) стремление использовать все U_пит (от 0 до U_пит) – Rail-to-Rail;

ж) использование одного источника питания;

з) улучшение параметров аналоговых схем на постоянном токе (уменьшение дрейфа нуля, уменьшение уровня входных токов, максимальный коэффициент усиления ОУ не требует коррекции, так как они имеют внутреннюю коррекцию и так далее);

и) уменьшение уровня шумов по току и напряжению;

к) увеличение функциональных возможностей микросхем;

л) обработка сигналов в реальном времени;

м) расширение номенклатуры изделий (микросхем).

н) развиваются новые технологии.

о) улучшение параметров ключей

п) улучшение линейности АЦП и ЦАП

р) объединение аналоговых, цифровых устройств на один кристалл

В настоящее время существует целая отрасль электронной тех­ники — микроэлектроника, разрабатывающая и производящая аналоговые, цифровые и специализированные микросхемы с чис­лом элементарных полупроводниковых устройств от 10³ до 10⁶. Микроэлектронные устройства получили широкое распростране­ние в радиотехнике, электронике, системах связи, вычислитель­ной и бытовой технике, благодаря чему электронные и радиотех­нические устройства стали легкими, малогабаритными, эконо­мичными и широкодоступными.

В последние годы стремительно развивается импульсная циф­ровая техника.

Наиболее высокий уровень развития характерен для цифровой вычислительной техники; современные вычислительные машины имеют тактовую частоту импульсов 2000 МГц, а в быстродейству­ющих вычислительных комплексах передача информации проис­ходит со скоростью до 2 *10⁹ импульсов в секунду. Современные бытовые приборы также насыщены электронной техникой. В современных автомобилях электроника используется в системах зажигания, поворотной и охранной сигнализации.

Применение в линиях связи и передачи информации волокон­ной оптики и оптронов позволяет полностью исключить вредное влияние электромагнитных импульсов и волн радиодиапазона на информационные потоки, а также случайные попадания высоко­го напряжения в низковольтные информационные цепи.

2.Источники погрешностей, влияющих на работу ацп и цап.

Имеется несколько источников погрешности АЦП. Ошибки квантования и нелинейности присущи любому аналого-цифровому преобразованию. Кроме того, существуют так называемые апертурные ошибки которые являются следствием джиттера (англ. jitter) тактового генератора, они проявляются при преобразовании сигнала в целом (а не одного отсчёта).

Эти ошибки измеряются в единицах, называемых МЗР — младший значащий разряд. В приведённом выше примере 8-битного двоичного АЦП ошибка в 1 МЗР составляет 1/256 от полного диапазона сигнала, то есть 0,4 %.

1) Ошибки квантования:

Ошибки квантования являются следствием ограниченного разрешения АЦП. Этот недостаток не может быть устранён ни при каком типе аналого-цифрового преобразования. Абсолютная величина ошибки квантования при каждом отсчёте находится в пределах от нуля до половины МЗР.

Абсолютные границы шума квантования: ,

где  — число разрядов квантования (сигнала ),  — шаг квантования  — при округлении  — при усечении.

В случае 8-битного АЦП ошибка составит 0,113 % от полного диапазона сигнала.

2) Апертурная погрешность (джиттер)

Пусть мы оцифровываем синусоидальный сигнал x(t) = Asin2πf₀t. В идеальном случае отсчёты берутся через равные промежутки времени. Однако в реальности время момента взятия отсчёта подвержено флуктуациям из-за дрожания фронта синхросигнала (clock jitter). Полагая, что неопределённость момента времени взятия отсчёта порядка Δt, получаем, что ошибка, обусловленная этим явлением, может быть оценена как

.

Легко видеть, что ошибка относительно невелика на низких частотах, однако на больших частотах она может существенно возрасти.

Эффект апертурной погрешности может быть проигнорирован, если её величина сравнительно невелика по сравнению с ошибкой квантования. Таким образом, можно установить следующие требования к дрожанию фронта сигнала синхронизации:

,

где q — разрядность АЦП.

Источник погрешностей	12	14	16	18	20	22
Напряжение смещения 0 (оу, ацп)	х	х	х	х	х	х
Дрейф 0			х	х	х	х
Входной ток (оу)			х	х	х	х
Разность входных токов			х	х	х	х
Кусил			х	х	х	х
CMRR (подавление помех общего вида)				х	х	Х
PSRR (нестабильность источников питания)				х	х	х
Шумы ОУ				х	х	х
Допуск на R		х	х	х	х	х
ТКС			х	х	х	х
Паразитное термо ЭДС			х	х	х	х
Шумы по земле	х	х	х	х	х	х
Эффект расположения элементов на плате	х	х	х	х	х	х
Временной дрейф				х	х	х
саморазогрев			х	х	х	х