Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[45]

автоматического управления, в цифровых системах обработки информации, в вычислительной технике.

В ЦАП в качестве входного сигнала используются цифровые коды, а выходным сигналом является , как правило, напряжение.

Принцип работы ЦАП состоит в суммировании эталонных значений напряжений (токов), соответствующих разрядам входного кода, причем в суммировании участвуют только те эталоны, для которых в соответствующих разрядах стоит "1". В этом случае входное напряжение определяется

следующим образом: U =+ U4LKn-1 + U8LKn-2 ++

где U0 - опорное (эталонное) напряжение,

k - коэффициенты двоичных разрядов, принимающие значение 0 или 1, n - разрядность входного кода.

Основные характеристики ЦАП подразделяются на статические и динамические.

К статическим параметрам относятся:

-разрядность (n)

-абсолютная разрешающая способность ЦАП - т.е. минимальным значением изменения сигнала на выходе, обусловленное изменением входного кода на единицу (цена младшего разряда), определяется как U0/2n

-абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы дшк представляет собой отклонение значения выходной напряженности от номинального расчетного, соответствующего конечной точке характеристики преобразованния (измеряется в единицах младшего разряда (EMP) или в процентах рис. 160.);

-нелинейность преобразования дЬ -это отклонение реальной характеристики преобразования от расчетной (линейной). Величина 8L измеряется в единицах младшего разряда или в процентах:

дЬ = дЬ 100 где SL-абсолютное значение нелинейности

U мак

Из динамических характеристик наиболее существенными являются:

-время установления выходного сигнала 1;уст, - это интервал времени от подачи входного кода до появления выходного напряжения;

-максимальная частота преобразования 1"преобр

При построении ЦАП в качестве эталонов используются токи или напряжения. Принцип построения ЦАП, реализующих метод суммирования токов, иллюстрируются на рис.161.


ивых

Цмак

а

\<7*

А

/ 5L

Ь шк.

№сод

Рис.160. Характеристики преобразования ЦАП Реальная(а) и идеальная(б).

Uon

®

n-1® „ n®

2

2

/Sn /Sn-1 /S2 /S1

l

-i-

-i-

-i-

J

1

-1

. 1

11

Цвых

Л

Uon

J0

J0

I

J0

7n-1

2n

DA1 Яоос

Шых

Рис.161. Структурная схема ЦАП с суммированием токов (а) и ее реализация (б).

Данное устройство (рис. 161.а) содержит n источников тока, которые подключаются с помощью ключей S к общей нагрузке Ян. На общей нагрузке Ru будут протекать только токи тех разрядов, в которых значение цифры-единица. Если нагрузка Ru постоянна, то выходное напряжение Цвых пропорционально входному коду. На практике для получения выходного напряжения, пропорционального входному коду, в качестве нагрузки используется операционный усилитель, играющий роль преобразователя тока в напряжение. Действительно в ОУ напряжение между входами равно нулю. Ц = Jy R

выхУ ooc

Выходное напряжение в ОУ прямо пропорционально выходному току ЦАП и не зависит от сопротивления выходной нагрузки.


Недостатком рассмотренной выше схемы ЦАП является широкий диапазон величин сопротивлений в резистивной матрице для формирования разрядных токов. К тому же эти резисторы должны иметь прецизионную точность изготовления.

Поэтому в современных ЦАП используются резистивные матрицы типа R-2R. Эти матрицы включают в себя резисторы двух номиналов R и 2R (рис.162).

J0

J0

Uon

t

1

J0 2 R

2R4V 2R

J0 4

R

J0 8

I

J0 8

J0

J0

16

2R

S4

0

S3

0

16

S2 0

2R

S1 0

ивькИиогг4 +UonS3~+UonS2 UonS1" 248 16

DA1 Rоос

+

Рис.162. ЦАП с матрицей R-2R.

2

1

1

1

1

В резистивной матрице происходит последовательное деление тока на два. В результате выходное максимальное напряжение на выходе ЦАП при N= 111 .„1 равно:

R ( 1 \ U =U -1--

R V 2 0

Входное сопротивление резистивной матрицы, а следовательно, и ток J0 постоянны и не зависят от состояния ключей (кода). При R, =R величина выходного напряжения мак меньше Цш на величину младшего разряда.

Точность и стабильность параметров ЦАП, в основном, зависят от стабильности источника и точности изготовления резисторов R в матрице. В качестве материала для резисторов используют пленку поликремния, обладающую высокой стабильностью собственного сопротивления.

Для уменьшения погрешностей, возникающих из-за транзисторов токовых ключей, площади транзисторов выполняются пропорциональными протекающему через них току. ЦАП выпускаются в виде ИС, обычно с внешним источником и ОУ. На рис 163 изображены ИС ЦАП серии К572

Микросхема К572ПА1 представляет собой резистивную матрицу на 10 разрядов и токовые ключи. Входы ОУ подключаются к выходным шинам J1, J2, а выход ОУ ко входу Y. Сопротивление обратной связи RR находится внутри кристалла, что увеличивает стабильность работы ЦАП.

Микросхема К572ПА2 имеет разрядность -12 и содержит два дополнительных двенадцатиразрядных регистров для хранения входной



[стр.Начало] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52]