17.1. Мультиплексор.
Мультиплексор - это ус-во, кот. осуществляет выборку одного из неск. входов и подключает его к своему выходу, в зависимости от двоичного кода на адресной шине, иначе, - переключатель сигналов, управляемый двоичным кодом и имеющий несколько входов и один выход. К выходу подключается тот вход, чей номер соответствует двоичному коду. У мультиплексора м.б., напри-мер, 16 информационных входов, 4 управляющих входа (входа селекции) и один выход. Значит, если к этим 16 входам присое-динены 16 источников цифровых сигналов – генераторов последовательных цифровых слов, то байты от любого из генераторов можно передавать в единственный выходной провод. Для этого нужный нам вход требуется выбрать, подав на четыре входа селекции (т.к. 24= 16) двоичный код адреса. Так, для передачи на выход данных от канала номер 9 следует установить код ад-реса 1001. Мультиплексоры способны выбирать (селектировать) определенный канал. Поэтому их иногда называют селектора-ми. Мультиплексоры различаю по способам адресации, наличию входов разрешения и инверсных выходов. Без применения мультиплексоров невозможно построить высокоскоростные сети связи, эффективно резервировать передаваемый по сетям тра-фик и масштабировать эксплуатируемые сети. В данной схеме D1-D4 – информационные входы, D5-D6 – входы селекции.
17.2. Цап с делителем типа r–2r.
М
ногозвенная
схема типа R-2R
состоит из нескольких последовательно
включенных резисторов с сопротивлением
R и ряда параллельно включенных резисторов
с сопротивлением 2R. Выходной согла-сующий
резистор имеет сопротивление 2R.
Переключатели располагаются
после-довательно с параллельно включенными
резисторами, и ток в каждой параллель-ной
ветви схемы направлен или к сумми-рующей
точке усилителя (в виртуальную "землю"),
или к общей линии, которая заземлена.
Работу
схемы типа R-2R
легче понять, если проанализировать ее
в обратном направлении. Поскольку
сопротивления двух последних резисторов
равны и включены они параллельно, их
общее сопротивление составляет
предпоследний. Токи через параллельные
ветви и напряжения в узлах образуют
прогрессию.
Очевидно,
что на характер этой прогрессии не
влияет количество "ячеек". Управляемые
переключателями двоично-взвешенные
токи вносят свой вклад в общий ток или,
проходя через операционный усилитель,
в выходное напряжение. Если считать,
что переключатели, находящиеся в
состоянии, соответствующем 1, направляют
токи в линию суммирующей точки, а в
состоянии, соответствующем 0, - в общую
линию, то ток в общей линии является
дополнением тока в линии суммирующей
точки. В случае биполярного сигнала ток
общей линии подается вместо земли на
суммирующую точку второго инвертирующего
операционного усилителя.
На
практике
необходимо учитывать сопротивления
замкнутых переключателей (Rвкл),
действующих последовательно с
сопротивлениями R параллельно включенных
резисторов. Если значением Rвкл
нельзя пренебречь по сравнению с Ri,
то ЦАП может оказаться нелинейным.
Ситуацию легко исправить, построив
переключатели таким образом, чтобы Rвкл
возрастало от ветви к ветви в двоичной
прогрессии. Поскольку токи убывают в
двоичной прогрессии, падение напряжения
на всех Rвкл
будет одинаковым, и в результате
погрешность вычисления окажется
незначительной. Напряжение на выходе
ЦАП можно посчитать по формуле
.
Хорошее
быстродействие ЦАП с делителем типа
R—2R обусловило применение
его для формирования компенсирующего
сигнала обратной связи в АЦП.
17.3.
Для того чтобы определить, какие переключатели замкнуты, воспользуемся методом последовательного приближения. Коммутируемые выводы обеспечивают напряжения:
1 разряд = 5В; 2 разряд = 2,5В;
3 разряд = 1,25В; 4 разряд = 0,625В;
5 разряд = 0,3125В; 6 разряд = 0,15625В;
Так как 6,875В>5В, следовательно 1 разряд = 1. После замыкания 2 разряда напряжение на выходе повысится до 7,5В, а это высокое напряжение, следовательно 2 разряд = 0. Если замкнуть 3 разряд, напряжение на выходе повысится до 6,25В. Замыкая на выходе получаем напряжение 6,875В, что соответствует коду 101100.