31. Ацп и цап

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Цифро – аналоговые преобразователи имеют многочисленные применения для непосредственного преобразования цифровых сигналов в аналоговые и для образования обратных связей по напряжению в составе аналого-цифровых преобразователей ЦАП представляет собой резистивный делитель напряжения, управляемый цифровым кодом q1….qn - набором логических нулей и единиц, который характеризует входную информацию. Наиболее часто применяется резистивная матрица R-2R (рис.7.11). Матрица обслуживается двунаправленными ключами Кл, число которых равно числу значащих двоичных разрядов. При наличии на всех входах q логических нулей ключи КЛ подсоединены к нулевой шине и на выходе усилителя ОУ1 имеется нулевой потенциал.

Рисунок 7.11 – Схема ЦАП с матрицей R-2R При приходе на первый разряд q1 логической единицы ключ КЛ1 подключает к ОУ1 через резистор 2R и цепочку резисторов R опорное напряжение Uоп. В результате чего на выходе ОУ1 возникает ступенька напряжения Δuвых. При приходе на вход ЦАП логической единицы более старшего разряда (большего числа), например на q2, на вход ОУ1 подключается еще одна резистивная ветвь с опорным напряжением и на выход ОУ1 добавится еще одна ступенька напряжения. Выходное напряжение нарастает ступеньками с квантом (шагом): D = (2n -1) вых оп u u , где n - число разрядов. Разрешающая способность ЦАП определяется числом разрядов и точностью изготовления резисторов матрицы.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП). АЦП применяются для преобразования аналоговых сигналов датчиков и источников сигналов в цифровую форму для последующей обработки в компьютере или микропроцессоре. Известно несколько принципов построения аналого-цифровых преобразователей- развёртывания во времени, поразрядного кодирования, следящего уравновешивания, считывания. Схема АЦП считывания приведена на рис.7.12а. Строится АЦП на основе точного резистивного делителя напряжения R1…RN, выполненного из одинаковых по номиналу резисторов и компараторов K1…KN, где N-число уровней квантования входного сигнала Uвх.

На выходах компараторов имеет место позиционный код 0 или 1, когда количество сработавших компараторов (код 1), начиная с первого, соответствует уровню измеряемой величины. Быстродействие компаратора определяется временем задержки компараторов. Для случая, изображенного на рис.7.12б, входной сигнал Uвх относится ко второму уровню - сработали два первых компаратора K1 и K2. Цифровой код на выходе АЦП будет

1 1 0 0. АЦП считывания может иметь неограниченное количест- во разрядов. Для обработки реального сигнала используют совокупность приведенных и других элементов, схемы которых определяются конкретными задачами обработки сигналов.

32. Входные устройства средств автоматики. Основные характеристики, классификация. Входные устройства – это устройства, предназначенные для подачи информационных сигналов на вход устройств управления (т.е. в центральную часть САУ) либо со стороны оператора (коммутационные аппараты ручного ввода), либо со стороны объекта управления (датчики)