Основные параметры ЦАП

Основными параметрами ЦАП являются число разрядов п = 8, …, 24 и абсолютная разрешающая способность - среднее значение минимального изменения сигнала на выходе ЦАП, обусловленное увеличением или уменьшением его кода на единицу. Теоретически ЦАП, преобразующий п -разрядные двоичные коды, должен обеспечить 2 ^п различных значений выходного сигнала с разрешающей способностью 1/(2 ^п – 1). При числе разрядов п = 8 количество независимых квантов (ступеней) выходного напряжения ЦАП равно 2⁸ – 1 = 255, при п = 12, 2¹² – 1 = 4095 и т. д.

Абсолютное значение минимального кванта напряжения определяется как предельным принимаемым числом 2 ^п – 1, так и максимальным выходным напряжением ЦАП, по-другому называемым напряжением шкалы или опорным напряжением u_о. Значение абсолютной разрешающей способности ЦАП, часто обозначаемое ЗМР (значение младшего разряда), при п = 8 и опорном напряжении u_о = 5 В

ЗМР = u_о /(2⁸ – 1) = 5/255» 0, 0196 В = 19, 6 мВ.

Отличие реального значения разрешающей способности от теоретического обусловлено погрешностями и шумами входящих в ЦАП узлов. Точность ЦАП определяется значением абсолютной погрешности d_а и нелинейностью преобразователя d_н. Абсолютная погрешность d_а характеризуется отклонением максимального значения выходного напряжения u_max от расчётного, соответствующего конечной точке характеристики идеального пре­образователя, и измеряется обычно в единицах ЗМР.

Нелинейность преобразователя d_н характеризует отклонение действительной характеристики от линейной (от прямой линии L, см. рис. 35.1, а), проведенной через центры ступенек или через нуль и точку максимального значения выходного сигнала.

Из динамических параметров наиболее важным является максимальная частота преобразования f_max (десятки и сотни килогерц) – наибольшая частота дискретизации, при которой параметры ЦАП соответствуют заданным значениям.

Работа ЦАП часто сопровождается специфическими переходными импульсами в выходном сигнале, возникающими из-за разности времени открывания и закрывания аналоговых переключателей в ЦАП. Особенно значительно выбросы проявляются, когда входной код 01…111 сменяется кодом 10…000, а переключатель старшего разряда ЦАП открывается позже, чем закрываются переключатели младших разрядов. Вследствие определённой идеализации при моделировании библиотечных ЦАП среды МS10 не всегда удаётся определить отмеченные выше параметры.

Библиотечные интегральные схемы ЦАП среды MS10 требуют для своей работы подключения только постоянного эталонного напряжения, заземления и входных сигналов.