Цифрово-аналогові перетворювачі.
Двійкові коди в аналогові еквіваленти перетворюються різними способами, але всі вони основані на додаванні аналогових складових, пропорційних деяким двійковим приростам (елементам) вихідного двійкового числа.
За принципом отримання аналогових величин цифрово–аналогові перетворювачі (ЦАП) можна розділити на два типи: з сумуванням одиничних приростів аналогових величин і з сумуванням з урахуванням ваги розряду двійкового коду. В першому випадку вихідне число спочатку перетворюється в число–імпульсний код, тобто у відповідне число імпульсів. Потім кожному з цих імпульсів ставиться у відповідність постійний одиничний приріст аналогової величини. Всі прирости сумуються, в результаті чого на виході отримується аналогова величина – еквівалент вихідного коду. В другому випадку для кожного розряду коду, що перетворюється, підбирається еталонне значення аналогової величини, що відповідає вазі даного розряду. В процесі перетворення сумуються еталони для тих розрядів двійкового коду, в яких стоїть 1. Еталони, відповідні розрядам з нульовим значенням, в додаванні участі не беруть.
Перетворювач коду в напругу.
Приклад схеми перетворювача двійкового коду в напругу представлений на рис. 5.
Рис. 5. Схема перетворення двійкового коду в напругу.
Ця схема основана на принципі сумування струмів, пропорційних вазі розряду двійкового коду. Ключі Кл0, Кл1, …, Клn–1 цієї схеми керуються від тригерів лічильника або регістра, з якого знімається перетворюваний код. При нульових значеннях розрядів перетворюваного коду ключі відкриті, при одиничних – закриті. Резистори R і r в цій схемі еталонні, причому R >> r. Джерело живлення даної схеми стабілізоване. Струми І0, що проходять по резисторам R, створюють на резисторах r, 2r, 4r, … падіння напруги Uвих, пропорційне перетворюваному двійковому коду. Завдяки тому, що опори на резисторах r, 2r, 4r, … подвоюються в залежності від ваги розряду, що приєднує струм І0, напруга на виході буде пропорційна значенню перетворюваного коду. Наприклад, число розрядів n = 3; перетворюваний код 1012 = 510. За умовою, R >> r, тому вважаємо, що І0 однаковий в усіх розрядах: Uвих = І0(21·r + 20·r + r) + І0r = 5·І0r.
Перетворювач коду в кут повороту.
Перетворювачі коду в кут повороту часто називають цифровими слідкуючими системами. Одна з можливих схем цифрової слідкуючої системи наведена на рис. 6.
Рис. 6. Схема перетворення коду в кут повороту:
СМ – суматор; ПКН – перетворювач коду в напругу; П – підсилювач слідкуючої системи; Дв – двигун виконавчого механізму слідкуючої системи; Р – редуктор; Д – датчик; ПВК – перетворювач “вал – код”.
Схема працює так. На суматор цифрової слідкуючої системи надходять по двом каналам паралельні коди. Один код надходить від задаючого пристрою – МП–системи, а другий – від перетворювача “вал – код”. В суматорі здійснюється віднімання цих кодів. Різниця кодів надходить на перетворювач коду в напругу ПКН, а з його виходу – на вхід підсилювача П слідкуючої системи. Підсилений сигнал передається на керуючу обмотку виконавчого двигуна слідкуючої системи. Двигун повертає датчик Д на кут, пропорційний вихідному коду суматора. Двигун Дв повертається доки різниця на виході суматора не буде дорівнювати нулю. В цьому випадку кут повороту двигуна або датчика буде з певною точністю відповідати вхідному двійковому коду.