Основные характеристики и параметры ЦАП

Основными характеристиками ЦАП являются: количество разрядов, быстродействие, точность преобразования, потребляемая мощность. Кроме того, схемы ЦАП можно классифицировать по принципу действия, виду выходного сигнала, полярности выходного сигнала, элементной базе и др.

По принципу действия наибольшее распространение получили ЦАП с суммированием токов и с делением напряжения.

По полярности выходного напряжения ЦАП принято делить на однополярные и двухполярные.

Управляющий код, подаваемый на вход ЦАП, может быть различным: двоичным, двоично-десятичным, Грея, унитарным и др. Кроме того, различными могут быть и уровни сигналов на входе ЦАП. При формировании выходного напряжения ЦАП под действием управляющего кода обычно используются источники опорного напряжения. В зависимости от вида источника опорного напряжения ЦАП делят на две группы: с постоянным опорным напряжением и с изменяющимся опорным напряжением.

Все параметры ЦАП можно разделить на две группы: статические и динамические.

К статическим параметрам ЦАП относят: разрешающую способность, погрешность преобразовании, диапазон значений выходного сигнала, смещение нулевого уровня и характеристики управляющего кода.

К динамическим параметрам ЦАП относят: время установления цифрового сигнала, предельную частоту преобразования и динамическую погрешность.

Разрешающая способность ЦАП определяется как величина, обратная максимальному количеству градаций выходного сигнала. Иногда разрешающую способность оценивают выходным напряжением при изменении входного кода на единицу младшего разряда, то естьшагом квантования. Очевидно, что чем больше разрядность ЦАП, тем выше его разрешающая способность.

Погрешность преобразования ЦАП принято делить на статическую и динамическую. С ростом кода на входе ЦАП растёт и выходное напряжение, однако при увеличении напряжения могут быть отклонения от линейной зависимости. Статической погрешностью, или погрешностью нелинейности, называют максимальное отклонение выходного напряжения от идеальной прямой во всем диапазоне преобразования. Абсолютная статическая погрешность измеряется в конечной точке шкалы преобразования, т. е. при максимальном выходном сигнале.

Динамическая погрешность ЦАП определяется отличием выходной величины (тока или напряжения) от стационарного значения при скачкообразном изменении цифрового кода на входе.

Н апряжение смещения нуля определяется выходным напряжением при входном коде, соответствующем нулевому значению.

Время установления t_уст – это интервал времени от подачи входного кода до вхождения выходного сигнала в заданные пределы, определяемые погрешностью.

Максимальная частота преобразования – наибольшая частота дискретизации, при которой все параметры ЦАП соответствуют заданным значениям.

По совокупности параметров ЦАП принято делить на три группы: общего применения, прецизионные и быстродействующие. Быстродействующие ЦАП имеют время установления меньше 100 нс. К прецизионным относят ЦАП, имеющие погрешность нелинейности менее 0, 1%.