6.1.3. Параметры цап
При выборе конкретных схем ЦАП для построения биотехнических систем ориентируются на их технические характеристики
К основным характеристикам относят разрешающую способность, время преобразования tпр, точность преобразования и номинальный выходной ток Iвых. Разрешающая способность определяется числом разрядов преобразуемого кода - n. Теоретически ЦАП должен обеспечивать 2n различных значений выходного сигнала, различающихся друг от друга точно на величину уровня разрешения U02–n. Различного рода погрешности, вызванные неидеальностью ключей, температурной нестабильностью элементов, нелинейными явлениями, приводят к отличию реального значения разрешающей способности от теоретического. В большинстве случаев разработчики ЦАП стремятся к тому, чтобы все составляющие погрешностей в совокупности не приводили к появлению абсолютной погрешности, превышающей уровень разрешения преобразователя, или в пересчете на цифровой код ±0,5 единицы младшего разряда.
Рис. 6.9. Характер погрешностей преобразователей
На рис. 6.9 представлены кривые, поясняющие характер погрешностей ЦАП. Прямая Uвых.ид. соединяет точки, соответствующие идеальной зависимости выходного напряжения от управляющего цифрового кода. Кусочно-линейная кривая Uвых.реал представляет аналогичную реальную зависимость. Разность Uвых.реал - Uвых.ид. для максимального кода N называют погрешностью полной шкалы δп.ш.. Наибольшее отклонение кривой Uвых.реал от прямой, соединяющей дне крайние точки этой кривой, называют погрешностью линейности δл.. Дифференциальная нелинейность определяется как наибольшая по модулю разность единичного приращения (кванта) выходного напряжения qi и среднего значения этого приращения qср.
Погрешности ЦАП могут быть выражены в процентах или других относительных единицах, а также в долях кванта qср.
Время преобразования tпр, или то же самое, что время установления выходного сигнала после изменения управляющего кода - tуст, определяется как интервал времени от момента начала преобразования до появления окончательного результата с точностью, определяемой разрешающей способностью преобразователя. С временем преобразования тесно связана такая характеристика, как частота преобразования fпp, определяющая максимальную частоту смены кода, при котором ЦАП сохраняет свои точностные параметры.
В качестве примера в таблице 6.2 приведены параметры ряда отечественных и зарубежных ЦАП.
Табл.6.2
Основные параметры промышленных ЦАП
ЦАП |
Разрядность (бит) |
К |
Вых |
tуст |
интерфейс |
ИОН |
UП (В) |
Р (мВт) |
Примечание |
572ПА1 |
10 |
1 |
I |
5 |
- |
-- |
5…17 |
30 |
перемножающий ЦАП широкого применения |
594ПА1 |
12 |
1 |
I |
3,5 |
- |
-- |
+5,-15 |
600 |
ЦАП широкого применения на токовых ключах |
МАХ527 |
12 |
4 |
U |
3 |
парал. |
- |
±5 |
110 |
ЦАП широкого применения с загрузкой входных слов по 8-ми разрядной шине |
DAC8512 |
12 |
1 |
U |
16 |
посл. |
+ |
5 |
5 |
ЦАП широкого применения |
AD7846 |
16 |
1 |
U |
9 |
парал. |
- |
±15 |
100 |
Прецизионный ЦАП |
MAX541 |
16 |
1 |
U |
1 |
посл |
- |
5 |
1,5 |
Прецизионный ЦАП |
1118ПА6 |
10 |
1 |
I |
5нс
|
- |
+ |
-5,2 |
340 |
Быстродействующий ЦАП совместимый с ЭСЛ логикой |
AD9720 |
10 |
1 |
I |
4,5нс |
парал. |
+ |
-5,2 |
1100 |
Быстродействующий перемножающий ЦАП, площадь выбросов ≤5,6 пВс, Rвых=50Ом |
DAC1220 |
20 |
1 |
U |
15мс |
посл |
- |
5 |
3 |
Промышленный сигма-дельта ЦАП |
Примечания: К-число каналов; I-токовый выход; U-выход по напряжению; ИОН-источник опорного напряжения; “+”-есть; “-”-нет; UП- напряжение питания; Р- потребляемая мощность.