Схеми ЦАП

ЦАП забезпечує перетворення коду в напругу.

ЦАП характеризується припустимою частотою зворотного перетворення f, числом розрядів К i похибкою перетворення.

Розрізняють статичну і динамічну похибку перетворень. До статичного відносять похибку методу перетворення, інструментальні похибки. Динамічна похибка визначається перехідними процесами в ланцюгах ЦАП.

1.3.1 Схема ЦАП на базі суматора.

Схема являє собою суматор на ОП (рис.1.10) с різними коефіцієнтами передачі по входах. Номінали резисторів розташовані в наступному порядку:

R₁=2R₂, R₂=2R₃, R₃=2R₄, ……R_K-1=2R_K

Кожному коду на вході відповідає своя комбінація ключів (їхнє положення). Якщо розряд дорівнює одиниці, то код підключений до джерела опорної напруги, якщо нуль, то земля. Нулі й одиниці можна подавати не ключами, а з виходів регістрів. Важливо мати стабільну опорну напругу, щоб вона не впливала на помилку молодших розрядів.

Сигнал на виході даної схеми

,

де a_i = 0, 1, 2,..., k.

Основний недолік даної схеми – це необхідність використання резисторів у великому діапазоні номіналів. При цьому особливі вимоги пред'являються до точності номіналів. Погрішність вихідної напруги, обумовлена старшим розрядом повинна бути менше внеску у вихідну напругу молодшого розряду.

Рисунок 1.10. Схема ЦАП на базі суматора

На виході ЦАП необхідно включати фільтри, що виділяють спектральні складові сигналу і придушують більш високочастотні складові.

1.3.2 ЦАП с матрицею резисторів R-2R

Від зазначених недоліків вільні схеми ЦАП, що використовують матрицю резисторів R-2R. Схема такого ЦАП приведена на рис.1.11. Вихідна напруга схеми

.

Рисунок 1.11 ЦАП с матрицею резисторів R-2R

2 ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Завдання 1. Дослідження принципу роботи аналого-цифрового перетворювача.

а) Зібрати схему, приведену на рис.1.9.

б) Встановите напругу на вході схеми Ui (по таблиці 2.1). Запустіть процес моделювання роботи схеми.

в) Вимірить частоту імпульсів на виході схеми і напруги +Uнас і –Uнас.

г) Розрахуйте по формулі для кожного вхідного сигналу частоту вихідного сигналу. Заповните таблицю 2.1.

д) Замалюйте осцилограми напруги на виході DA1 і DA2 для одного з вхідної напруги.

е) Намалюйте за даними табл.2.1 графік залежності fп = F(Ui).

ж) Пояснити отримані результати.

Таблиця 2.1

Завдання 2. Дослідження принципу роботи цифро-аналогового перетворювача.

а) Зібрати схему, приведену на рис.1.11.

б) Наберіть код, заданий в таблиці 2.2 (за допомогою перемикачів A, B, C, D). Запустіть процес моделювання роботи схеми.

в) Вимірить напругу на виході схеми.

г) Розрахуйте по формулі для кожного вхідного сигналу величину вихідного сигналу. Заповните таблицю 2.2 (16 комбінацій перемикачів A, B, C, D).

д) Поясніть отримані результати.

Таблиця 2.2

3 ЗМІСТ ЗВІТУ

3.1 Назва та ціль роботи.

3.2 Принципові схеми, що досліджуються (рис.1.9; 1.11)

3.3 Осцилограми, що здобуті при виконанні завдання 1.

3.4 Таблиці 2.1 та 2.2 з даними вимірювань та розрахунків.

3.5 Графік залежності f_п = F(U_i).

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Чим відрізняються ЦАП з матрицею R-2R від ЦАП з ваговими резисторами?

2. Як вибирають величини опорів в ЦАП з ваговими резисторами?

3. Що таке АЦП прямого перетворення?

4. Поясните принцип дії АЦП з інтеграцією.

5. Назвіть основні параметри АЦП?

6. На що впливає частота дискретизації АЦП?

7. Поясните принцип дії АЦП послідовної дії з двійково-взваженим наближенням.

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. – М.: Солон-Р, 2000. – 506 с.

2. Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника. – М.: Горячая линия - Телеком, 2002. – 768 с.

3. Основи технічної електроніки: У 2 кн. Кн. 2. Схемотехніка: Підручник / В.І.Бойко, А.М. Гуржій та ін. – К.: Вища школа, 2007. – 510с.: іл..

4. Прянишников В.А. - Электроника. Курс лекций.-Санкт-Петербург.: Корона принт. 1998. – 401с.

5. Рутковски Дж. Интегральные операционные усилители. Справочное руководство: Пер.с англ.. – М.: Мир, 1978.- 324с.