1. Загальні відомості
Цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) призначений для перетворення числа у вигляді двійкового коду у напругу або струм, пропорційний значенню цифрового коду. Схемотехніка ЦАП дуже різноманітна. На рис.1 показана класифікація схем ЦАП за схемотехнічними показниками.
Рис.1 Класифікація схем ЦАП
Окрім того, інтегральні мікросхеми ЦАП мають класифікацію за такими ознаками:
Возможно вы искали - Реферат: Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП)
· По вигляду цифрового сигналу: або з токовим виходом, або у вигляді напруги.
· По типу цифрового інтерфейсу: з послідовним введенням, або з паралельним введенням вхідного коду.
· По кількості ЦАП на кристалі: одно канальні або багатоканальні.
· По швидкодії: помірної або високої швидкодії.
2. Послідовні ЦАП
Похожий материал - Лабораторная работа: Цифрова обробка сигналів
ЦАП з широтно-імпульсною модуляцією
Дуже часто ЦАП входить у склад мікропроцесорних систем. В такому випадку, якщо не потрібна висока швидкодія, цифро-аналогове перетворення може бути дуже просто здійснене за допомогою широтно-імпульсної модуляції (ШІМ). Схема ЦАП з ШІМ наведена на рис.2.
Рис.2. а) Схема послідовного ЦАП; б) діаграма напруг.
Вихід ШІМ-модулятора керує роботою ключа S. В залежності від коду формується імпульс ШІМ, тривалість якого прямо пропорційна значенню цифрового коду. Схема формування показана на рис.3. Код на виході лічильника лінійно зростає з кожним імпульсом тактової частоти Fтакт. Поки цей код менший за двійковий код, на виході.
Очень интересно - Курсовая работа: Цифровая коммутационная система AXE-10
Рис.3. Схема формування коду
Схеми порівняння кодів (СПК) буде сигнал логічної одиниці. Як тільки код лічильника зрівнюється з війковим кодом, на виході СПК встановлюється логічний нуль. Цей імпульс керує ключем S. Фільтр у схемі рис.2а виділяє середнє значення напруги, як це показане на рис.2б. Ця схема забезпечує майже ідеальну лінійність перетворення і не має прецизійних елементів. Її головний недолік – низька швидкодія.
ЦАП на перемикаємих конденсаторах
У попередній схемі потрібно 2N тактів імпульсів синхронізації. В схемі рис.4 для цього потрібно значно менше тактів.
Вам будет интересно - Курсовая работа: Цифровая обработка сигналов
Рис. Схема ЦАП на перемикаємих конденсаторах.
В цій схемі ємності конденсаторів С1 та С2 рівні. Перед початком циклу перетворення конденсатор С2 розряджається ключем S Вхідне війкове слово задається у вигляді послідовного коду. Його перетворення здійснюється послідовно, починаючи з молодшого розряду d0. кожен такт перетворення складається з двох полу тактів. В першому полутакті конденсатор С1 заряджається до опорної напруги Uоп при d0=1 за допомогою замикання ключа S1, або розряджається до нуля при d0=0 за допомогою замикання ключа S2. На другому полу такті при розімкнутих ключах S1,S2 та S4 замикається ключ S3, що викликає ділення заряду навпіл між С1 та С2. В результаті одержимо:
U1(0) = Uвих(0) = (d0/2)Uоп.
Доки на конденсаторі С2 зберігається заряд, процедура зарядження конденсатора С1 повинна бути повторна для наступного розряду d1 вхідного слова. Після нового циклу перезаряджання напруга на конденсаторах буде
Похожий материал - Учебное пособие: Цифровая схемотехника
Uвих(1) = U1(1) = [(d1 + d0/2)Uоп]/2 = [(2d1 + d0)Uоп]/
Таким же чином виконується перетворення для інших розрядів слова. В результаті для N-розрядного ЦАП вихідна напруга буде дорівнювати
Uвих(N-1) + U(1) = 
= 
.
Якщо потрібно зберегти результат перетворення будь-який тривалий час, до виходу схеми треба підключити ПВЗ. Після закінчення циклу перетворення потрібно провести цикл вибирання, перевести ПВЗ в режим збереження і знову почати перетворення.