16. Динамические характеристики цап. Глитчеры.

ЦАП- это устр-о, реализ-е опер-ю преобр-я вх-о цифр-о кода в анал-й сигнал, заключ-ся в суммир-ии этал-х вел-н (токов, напряжений),

пропорц-х знач-м разрядов входного кода.

Выделяют след-е дин-е хар-ки ЦАП:

Дин-е пар-ы ЦАП опр-ся по изм-ю вых-о сиг-а при скачк-ом изм-и вх-о кода, обычно от вел-ы "все нули" до "все единицы".

1.Время установления - интервал времени от момента изменения входного кода (на рис. 23  t=0) до момента, когда в последний раз выполняется равенство

|Uвых-Uпш|=d/2, причем d/2 обычно соответствует ЕМР.

2.Скорость нарастания - максимальная скорость изменения Uвых(t) во время переходного процесса. Определяется как отношение приращения DUвых ко времени Dt, за которое произошло это приращение. Обычно указывается в технических характеристиках ЦАП с выходным сигналом в виде напряжения. У ЦАП с токовым выходом этот параметр в большой степени зависит от типа выходного ОУ.

Для перемн-их ЦАП с вых-м в виде напр-я часто указываются частота единичного усиления и мощностная полоса пропускания, которые в основном определяются свойствами выходного усилителя.

3.Выбросы (Глитчер)– это крутые короткие всплески или провалы в выходном напряжении,

возникающие во время смены значений выходного кода за счет несинхронности

размыкания и замыкания аналоговых ключей в разных разрядах ЦАП.

Пример:

если при переходе от значения кода 011...111 к значению100...000 ключ самого

старшего разряда ЦАП откроется позже, чем закроются ключи младших разрядов, то

на выходе ЦАП некоторое время будет существовать сигнал, соответствующий

коду000...000.

Выбросы характерны для быстродействующих ЦАП, где сведены к минимуму емкости,

сглаживающие их.

Радикальным способом подавления выбросов является использование устройств

выборки-хранения.

17. Аналоговые ключи

предназначены для передачи сигналов с минимальными искажениями в открытом состоянии и отключают цепи источников сигнала от цепей потребления в закрытом состоянии. Аналоговые ключи могут коммутировать ток или напряжение. Для коммутации напряжения можно использовать либо однополюсный последовательный ключ (прерыватель), либо переключатель на два положения (нагрузка подключается к источнику напряжения или к общей точке схемы). При коммутации же тока необходим переключатель на два положения (ток источника никогда не должен прерываться, а лишь переключаться в различные ветви цепи). Требования к характеру нагрузки должны быть различными для ключей тока и напряжения. В цепи для коммутации напряжения нагрузка должна иметь достаточно высокое сопротивление по сравнению с выходным сопротивлением источника сигнала, а для коммутации тока наоборот. Реальные аналоговые ключи вносят погрешность при передаче сигнала (тока, напряжения) от источника в нагрузку.

О сновными параметрами ключа, определяющими значение погрешности, являются остаточное напряжение на замкнутом ключе UОСТ, сопротивление открытого ключа RПР. Кроме основных параметров, аналоговые ключи характеризуются рядом дополнительных, которые позволяют определить основные режимы работы ключа и его влияние на передаваемый сигнал и сопряженную с ним схему. К таким параметрам относятся: Диапазон входных сигналов диапазон напряжений или токов, который способен переключать данный ключ. Он ограничивается схемой управления, пробивными напряжениями ключа и допустимой погрешностью передачи входных сигналов. К параметрам разомкнутого ключа относятся токи утечки по входу и выходу разомкнутого ключа и обратные сопротивления. В паспортных данных обычно указывают максимальные значения токов утечки на входе и выходе разомкнутого ключа при нормальной и максимальной температурах. Времена включения и выключения, которые определяют при заданном полном сопротивлении нагрузки (обычно 10 кОм с параллельно включенной емкостью 15 ... 20 пФ) как задержку между моментом приложения управляющего импульса и концом фронта переключения напряжения (или тока) на нагрузке (по уровню 0,9 или 0,1).

ремя установления выходного сигнала время, за которое выходной сигнал при переключении достигает установившегося значения с допустимой погрешностью (на заданной нагрузке). Кроме того, аналоговые ключи характеризуются такими параметрами, как предельно допустимые режимы, напряжения питания, потребляемая мощность, диапазон рабочих температур, размеры, тип корпуса и т. д. Часто большое значение имеют следующие дополнительные параметры: собственный шум, ограничивающий снизу уровни переключаемых сигналов; перекрестные связи между ключами; коэффициент передачи замкнутого ключа в зависимости от частоты входного сигнала (амплитудно-частотная характеристика). Обычно указывают коэффициент передачи на низкой частоте или постоянном напряжении. С точки зрения схемного построения аналоговые ключи различают по используемым в них полупроводниковым элементам и способам управления ими. В настоящее время наиболее распространены ключи на диодах, биполярных и полевых транзисторах, оптронах. В ряде случаев аналоговые и цифровые ключи имеют внешне схожие принципиальные схемы, однако различные их предназначения определяют различные режимы и порядок поступления входных сигналов.

Аналоговые ключи имеют очень обширную область применения: - расширение линий ввода микропроцессорных систем; - организация многоканального аналогово-цифрового преобразования; - аналоговые схемы с переменной структурой и цифровым управлением, например, регулируемые фильтры, программируемые усилители и т.п.; - коммутация аналоговых сигналов в аудиотехнике; - схемы сканирования кнопок, переключателей и т.п. с малым числом линий управления и сканирования; - большинство ключей выполняют функции как мультиплексора, так и демультиплексора за счет двунаправленности открытого канала, поэтому, для увеличения однотипности элементов, например, в схеме сканирования клавиатуры и управления индикацией, аналоговый ключ можно использовать в качестве дешифратора, если подать на общий вывод коммутации фиксированный логический уровень.