2. Системы счисления и коды, используемые в цап- и ацп-преобразователях

Обычно для представления чисел используется десятичная позиционная система счисления, в которой каждое число представлено в виде суммы степеней 10, хотя записываются только коэффициенты этого разложения:

.

В десятичной системе для представления коэффициентов разложения используются 10 цифр.

Однако цифровые устройства преобразуют информацию представленную всего двумя цифрами 0 и 1, поэтому для представления чисел удобно пользоваться двоичной системой счисления, в которой веса двоичных коэффициентов являются степенями 2.

Измеряемые физические величины могут быть униполярными так и биполярными. Поэтому для их представления в цифровом виде в АЦП и ЦАП используются как униполярные так и биполярные коды.

Униполярные коды.

Двоичный код (обычный двоичный код).

Самый правый разряд - это младший значащий разряд (МЗР), самый левый - старший значащий разряд (СЗР).

В этом коде вклад каждого бита (двоичного разряда) зависит от занимаемой позиции:

В битовой последовательности СЗР имеет вес , а максимальное число, которое можно представить разрядным кодом равно .

Кодирование дробных чисел

При рассмотрении работы АЦП важно рассматривать двоичное число как представление дробной части некоторого целого. В этом случае вес МЗР равен , а вес СЗР - . Перед числом подразумевается запятая:

.

Величина дробного числа, соответствующего единицам во всех разрядах определяется как 1-1МЗР. Кроме того МЗР определяет разрешение -разрядного кода преобразователя

число разрядов	2n	Разрешение (%)
1	2	50
2	4	25
3	8	12.5
4	16	6.2
5	32	3.1
6	64	1.6
7	128	0.8
8	256	0.4
12	4096	0.024

3. Области применения цап и ацп

Уровень и развитие микроэлектронных ЦАП и АЦП определяются требованиями к техническим и эксплуатационным характеристикам радиотехнических систем, в которых они применяются.

Эти требования могут существенно различаться в зависимости от назначения, принципа действия и условий эксплуатации систем.

Необходимость в приеме, обработке, передачи большого объема информации в реальном масштабе времени, а также проблемы исследования быстропротекающих процессов в различных установках привели к созданию быстродействующих интегральных микросхем ЦАП и АЦП.

Решение проблем связи потребовало создание многоканальных преобразователей.

Прецизионные измерения, сейсморазведка, робототехника, аппаратура высококачественной ауди- и видеозаписи невозможны без преобразователей, обладающих высоким разрешением.

Жесткие требования по энергопотреблению и массогабаритным характеристикам, предъявляемым к бортовым системам удовлетворяются за счет применения микромощных и функционально законченных преобразователей.

Для РТС военного назначения требуются преобразователи, устойчивые к воздействию различных внешних факторов.

Для бытовых электро- и радиоприборов требуется широкая номенклатура недорогих преобразователей, не обладающих рекордными значениями электрических параметров и эксплуатационных характеристик.

Некоторые области применения АЦП:

	Усредненные значения параметров
Области применения	число дв. разрядов	время преобразования (мкс)	полоса частот вх. сигнала, Гц	Дифференциальная нелинейность, МЗР
Радиолокация	6-8	0.05	2 107	0.5
Радиолокация (дальнее обнаружение)	14-16	3	2 103	0.5
Авиакосмические средства обработки данных	6	0.01	до 108	0.5
Радионавигация	8-10	0.05-0.1	107	0.5
Высококачественная ауди- и видеозапись	16	50	2 104	0.5
Приборы для физических исследований	16-18	1-5		0.5
Спец. Цифровые вычислители	20	3-5	105	0.5

Некоторые области применения ЦАП.

	Усредненные значения параметров
Области применения	число дв. разрядов	время установления (мкс)	Дифференциальная нелинейность, МЗР
Радиолокация	16	2	0.5
Телевидение	10	104	0.5
Управление настройкой радиоаппаратуры	14	0.05-0.1	0.5
Высококачественная ауди- и видеозапись	14-16	20	0.5
Приборы для физических исследований	18		0.5
Телефония	14	50	0.5