Краткие теоретические сведения. Принцип цифро-аналогового преобразования прост: каждый бит вносит в качестве своей доли соответствующую аналоговую величину в сигнал

Принцип цифро-аналогового преобразования прост: каждый бит вносит в качестве своей доли соответствующую аналоговую величину в сигнал, возникающий на выходе аналогового сумматора. На рис. 8.1 показана практическая схема 8-разрядного цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), удобная для непосредственного подключения к порту микро-ЭВМ. Он рассчитан на питание от источников напряжением ±5В, которые имеются во вспомогательном разъеме питания микро-ЭВМ. Две интегральные микросхемы КМОП-типа (комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник) 74НС4016 представляют собой восемь аналоговых ключей, с помощью которых входные резисторы подключаются к мнимой земле в зависимости от логических значений входных битов. Калибровка осуществляется опорным напряжением U _вх, которое подбирается потенциометром RV 1, сопротивлением 1 кОм. Сопротивление каждого из резисторов имеет величину, обратную «весу» бита, который управляет соответствующим ключом. Таким образом, сопротивление резистора в младшем разряде (1, 28 МОм) в 128 раз больше сопротивления резистора в старшем разряде (10 кОм). Резистор обратной связи здесь выбран так, чтобы выражение для аналогового выходного напряжения U ₀ было простым:

где D _IN – десятичный эквивалент числа на цифровом входе (от 0 до 255).

Если эта схема подключена к порту вывода, на котором осуществляется двоичный счет в прямом или обратном направлении, то на аналоговом выходе возникнет линейно-изменяющееся напряжение. Полезно отметить, что напряжение на аналоговом выходе U ₀ пропорционально произведению двоичного числа на опорное напряжение. Поэтому большинство ЦАП по природе своей может служить умножителем аналогового напряжения на число на цифровом входе. Некоторые преобразователи специально рассчитаны на выполнение этой функции; их называют перемножающими ЦАП и используют во множестве применений для цифрового управления аналоговым усилением.