Кафедра інформатики і інформаційно-комунікаційних технологій

 

IV курс, фізико-математичний факультет

 Шамоня В.Г., канд. фіз.-мат. наук, доц.

Сумський державний педагогічний університет імені А.С. Макаренка

Суми

Цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП) призначені для перетворення цифрової інформації в аналогову форму у вигляді напруги (іноді струму). Їх використовують у системах керування техно­логічними процесами, в аналогових мікропроцесорах, в дисплеях, графопобудовниках, робототехніці.

Структура ЦАП вміщує: резистивну або транзисторну матрицю для формування еталонних струмів; ключі для комутації еталонних струмів згідно з вхідним кодом до спільної точки підсумовування; операційний підсилювач (ОП) для перетворення струму у вихідну напругу; допоміжні схеми для узгодження з вхідними рівнями сигналів; стабілізоване джерело опорної напруги UОП. Резистивні матриці будують або з набору двійково-зважених за номіналами резисторів, або у вигляді сходового (багатоланкового) ланцюжка резисторів лише двох номіналів R–2R.

Кількісний зв’язок між вхідним числовим, переважно двійковим, кодом N₂ і його аналоговим еквівалентом, U_вих для довільного моменту часу t₁ визначається за співвідношенням:

Де  – крок квантування за рівнем напруги, тобто «вага» одного дискрету напруги, якій відповідає один двійковий розряд;

і набуває значення 0 або 1;   – похибка перетворення.

Основними параметрами ЦАП є динамічний діапазон зміни вхідних та вихідних значень, швидкодія і похибка перетворення.

Динамічні діапазони за входом () i виходом () при лінійному  ЦАП мають одне і те саме значення, яке виражають або числом розрядів цифрового коду, або в децибелах, при: U_min=0, N_min=0 динамічний діапазон:

, (7.4)

де  і  – допустимі абсолютні похибки відхилення значень статичної характеристики  від лінійного закону.

Швидкодію ЦАП визначають такі часові параметри:

час перетворення – інтервал часу, протягом якого відбувається акт однозначного перетворення код-аналог;

частота квантування – величина, що обернена періоду квантування, тобто інтервалу часу між сусідніми послідовними перетвореннями.

Статична характеристика трирозрядного ЦАП з використанням прямого коду, що функціонує за наведеною таблицею істинності (табл.1), показана на рис.1

        

        Табл.1.                                                                  рис.1

СПИСОК ВИКОРИСТАННИХ ДЖЕРЕЛ

1.Аналого – цифрові та цифро – аналогові перетворення. В. Никамин 2003р.

2.Мікросхеми ЦАП та АЦП. Функціонування, параметри, застосування.

Б. Федорков, В. Телец. 1990р.

3. Шпак Ю.А. Програмуванняна мові Сі для AVR і PIC мікроконтролерів. – К: “МК-Прес”, 2006. – 400 С.
4. Евстіфеев А.В. Мікроконтролери AVR сімейств Tiny і Mega фірми “ATMEL” – М.: Видавничий дім “Додека-ХХI”, 2004. – 560 с.