Шпоры к экзамену / 47

1. Цифро-аналоговый преобразователь. Характеристика преобразования. Примеры реализации ЦАП сумматором на ОУ. Пример интегральной микросхемы ЦАП с внешним ОУ.

         ЦАП формирует аналоговый сигнал в соответствие с цифровым кодом числа. На рис.13.1 –характеристика  преобразования четырехразрядного ЦАП. Здесь:

U_вых =ΔU*K – выходное напряжении ЦАП,K = (2⁰a₀+2¹a₁+2²a₂+2³a₃) – входное число в двоичном коде,a₀,a₁,a₂,a₃ – значения битов (двоичных разрядов  - 0 или 1),ΔU= U_шк /15 –шаг изменения U_вых,δU= ΔU / U_шк = 1/15 – шаг преобразования,U_шк - наибольшее выходное напряжение (шкала преобразования).

              

Рис.13.1. К принципу действия ЦАП

          Выходное напряжение – функция от числа в  двоичном коде

U_вых= U_шк /15 *(a₀+2a₁+4a₂+8a₃).                                            (13.1)

Аппаратная реализация такой функции достигается с помощью сумматора

.

Рис.13.2а. Пример устройства  ЦАП с суммированием токов (вариант 1).

         Из схемы следует

U_вых= -U_шк R_ос *( a₀/R₀ + a₁/R₁ + a₂/R₂ +  a₃/R₃).  (13.2)

         Переменные a₀,a₁,a₂,a₃ –получают значения  0 или 1 с помощью ключей S₀,S₁,S₂,S₃. Значения 1 соответствуют замкнутым ключам, 0 – разомкнутым.

         Для реализации преобразования по уравнению (13.1) необходимо иметь в уравнении (13.2):R_ос / R₀ =1/15, R₀/R₁ =2,  R₀/R₂ =4, R₀/R₃ =8

         В схеме на рис.13.2а, необходимо иметь 5 резисторов с разными сопротивлениями. При реализации ее в интегральной микросхеме это не выгодно. В следующей схеме ЦАП (вариант 2), реализующей тот же принцип суммирования, резисторы имеют только два значения сопротивления. Поэтому она лучше.   

Рис.13.3. Пример устройства  ЦАП с суммированием токов (вариант 2).