4.1.5 Области применения цап.

Область использования ЦАП достаточно широка, они, в частности, находят применение в генераторах сигналов произвольной формы. Обобщенная структура такого устройства имеет вид, приведенный на рис. 4.54.

В его состав входит генератор Г прямоугольных импульсов, - разрядный счетчик СЧ с модулем, преобразователь кода ПК с такой же разрядностью по входу, цифроаналоговый преобразователь и фильтр Ф.

Под действием сигналов генератора на выходе счетчика формируется код, линейно меняющийся во времени от 0 доM-1. Далее происходит переполнение счетчика и этот процесс периодически повторяется. Преобразователь кода каждой кодовой комбинации ставит в соответствие комбинацию, которая поступает на управление цифроаналоговым преобразователем, формирующем ступенчато меняющееся напряжениепропорциональное текущему значению кода. После фильтрации его форма сглаживается.

На рисунке 4.55 представлены временные диаграммы упрощенного варианта генератора, у которого отсутствует преобразователь кода. В этом случае кодовые комбинации с выходов счетчика поступают на управление ЦАП, который формирует импульсы ступенчатой пилообразной формы. Их амплитуда равна , где- разрядность счетчика и ЦАП, период повторения определяется соотношением, где- частота генератора Г, а- их период. Фильтрация позволяет уменьшить величину ступенек и получить сигнал близкий к линейно меняющемуся пилообразному напряжению.

Имея набор преобразователей кодов можно построить многофункциональный генератор сигналов произвольной формы с независимой регулировкой их амплитуды и частоты повторения.

Еще одна область применения ЦАП - построение управляемых кодом делителей напряжения (цифровых потенциометров). Для этого используются двухквадрантные умножающие по напряжению ЦАП. У них в качестве опорного можно использовать произвольно меняющееся напряжение входного сигнала. При этом , где- зависящий от управляющего кода коэффициент передачи, значения которого могут варьироваться в пределах от 0 до.

Цифроаналоговые преобразователи находят применение в качестве регулируемых кодом источников напряжения и тока, в цифровых системах воспроизведения звуковых и видеосигналов, и т.п.

4.2 Аналого-цифровые преобразователи.

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) осуществляют операцию обратную цифроаналоговому преобразованию, то есть формируют кодовые комбинации, значения которых определяются величиной входного сигнала. Работа АЦП может быть описана соотношением , где- выходной код в момент времени,- функция, определяющая целую часть числа,- шаг квантования.

Как отмечалось ранее, при аналого-цифровом преобразовании возникают ошибки, связанные с квантованием сигналов и их дискретизацией. Первая связана с тем, что входной сигнал является непрерывной функцией времени, а выходной код АЦП представляет собой конечное множество целочисленных значений. Вторая составляющая ошибки, объясняется конечным быстродействием элементов АЦП, в связи с чем отсчеты сигнала могут быть получены лишь через определенные временные интервалы.

В АЦП существует зона нечувствительности к изменениям входного сигнала в которой выходной код остается неизменным. Величина этой зоны называется абсолютной разрешающей способностью и равна приращению величины сигнала вызывающей изменение выходного кода на единицу младшего разряда. Она соответствует шагу квантования и, как и для ЦАП, называется ценой единицы младшего разряда - ЕМР.