Цап с чим.

Схема имеет вид представленный на рис. 4.14.

Рис. 4.14. ЦАП с ЧИМ.

Схема состоит из регистра RG хранения кода, генератора импульсов G, управляемого кодом, аналогового ключа К и фильтра низкой частоты ФНЧ.

Работает данная схема следующим образом.

В регистр RG записывается код . Он подается на входы управляемого кодом генератора импульсов (например 133ИЕ8). В результате на выходе генератора будут импульсы с частотойи частотой импульсов.

Импульсы определенной длительность открывают ключК и подают на вход ФНЧ импульс с амплитудой . Таким образом на выходеФНЧ будет напряжение

.

Преимуществом ЦАП с ЧИМ является значительно большая в частота пульсаций, что позволяет упроститьФНЧ или уменьшить , т.е. увеличить динамику враза.

4.8. Цап последовательного кода в напряжение

По сравнению с параллельными, последовательные ЦАП отличаются схемной простотой, но имеют значительно меньшее быстродействие.

Состав схемы (см. рис. 4.15). ЦАП включает в себя две идентичные (за исключением коэффициента) схемы выборки и хранения (СВХ) – и, состоящих из ОУ, ключа и конденсатора в цепи обратной связи, источника эталонного напряженияи входногои выходногоключей.

Рис. 4.15. Схема последовательного ЦАП.

Рис. 4.16. Временная диаграмма работы схемы.

Схема работает следующим образом: в начальный момент времени размыкается ключ , ключиизамкнуты,иразомкнуты. На выходахиустанавливаются нулевые напряжения, т.к. конденсаторыизамыкаются, и начинается основная работа ЦАП, для чего на ключииподается сериятактов изимпульсов, на ключ– парафазная серия. Одновременно на вентильподается последовательный код, младшими разрядами вперед.

Рассмотрим временную диаграмму работы схемы (см. рис. 4.16). Пусть код .

производит в первом полупериоде такта суммирование напряжения , поступающего с выхода ключаи выходного напряженияи деление этой суммы на два

При

Это напряжение через половину первого такта запоминается на

Во второй такт производит суммирование напряжения, пришедшего си запомненного с предыдущего такта, т.е.

К концу второго такта

,

или в общем виде

.

Продолжив рассуждения аналогично получим к концу четырех тактов

Свернув данную формулу, получим

,

.

Из рассмотрения формулы видно, что выходное напряжение линейно зависит от кода и не зависит от величины конденсаторов и.

Быстродействие последовательного ЦАП с СВХ оценивают исходя из следующих соображений. Простая инвертирующая схема с СВХ, откликается на ступенчатое изменение входного сигнала с постоянной времени .

Время заряда конденсатора с заданной точностью определяется как

,

где – относительная динамическая погрешность установки по положительному перепаду.

Для , при–, при–.

Достоинства: простота, легкость настройки, минимальные габариты и объем аналоговой части.

Недостаток: большое время преобразования.

4.9. Цап последовательного кода в напряжение на коммутируемых конденсаторах

Схема ЦАП (см. рис. 4.17) состоит из двух одинаковых по номиналу конденсаторов С₁=С₂=С, четырех аналоговых ключей Кл₁…Кл₄ и развязывающего операционного усилителя, работающего в режиме повторителя и имеющего большое, от десятков МОм и выше (определяется типом ОУ), входное сопротивление.

Работа схемы начинается с подачи команды «Пуск» длительностью Т₀, в течение которой конденсаторы С₁ и С₂ разряжаются на землю путем замыкания ключей Кл₃ и Кл₄. Ключ Кл₂ – разомкнут.

Для преобразования кода в напряжение, код подается на ключ Кл₁ младшими разрядами вперед.

Временная диаграмма работы схемы для входного кода N=1101 представлена на рис. 4.18.

Рис. 4.17. ЦАП последовательного кода в напряжение

на коммутируемых конденсаторах.

Рис. 4.18. Временная диаграмма работы.

Если разряд =1, то ключКл₁ подает потенциал U_1i=U_Э.

Если разряд =0, то ключКл₁ подает потенциал U_1i=0.

При =1 и =0 заряд на конденсатореС₁ определяется как Q₁=∙∙С. При =0 и =1 заряды на конденсаторахС₁ и С₂ перераспределяются в соответствии с формулой

.

Для 4-хразрядного кода процесс образования выходного напряжения показан в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Образование выходного напряжения.

Такт	Q1	Q2
Т0	0	0
Т1	∙C
Т2	∙C
Т3	∙C
Т4	∙C

По окончании четырех тактов на конденсаторе будет напряжение

.

Точность работы преобразователя определяется равенством номиналов конденсаторов.

Достоинство: простота реализации.

Недостаток: малое быстродействие, определяемое алгоритмом работы.