Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo- analogowe.

Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo- analogowe. 14.1. PRZETWORNIKI C/A Przetwornik cyfrowo-analogowy (ang. Digital-to-Analog Converter ) jest to układ przetwarzający dyskretny sygnał cyfrowy na równoważny mu sygnał analogowy. Przetwornik ma n wejść i jedno wyjście. Liczba wejść zależy od liczby bitów słowa podawanego na wejście przetwornika (np. dla słowa trzybitowego - trzy wejścia a 1 , a 2 , a 3 ) . Natomiast na jego wyjściu pojawia się informacja analogowa (np. w postaci napięcia). Napięcie na wyjściu przetwornika jest proporcjonalne do napięcia odniesienia oraz do liczby ( n -bitowe słowo) zapisanej w kodzie dwójkowym. Wartość tego napięcia można obliczyć korzystając ze wzoru:
;
w którym: U odn - napięcie odniesienia, współczynniki a 1 , ..., a n - bity wejściowe przyjmujące wartość 0 lub 1. Bit a 1 , jest nazywany najbardziej znaczącym bitem - MSB (ang. Most Significant Bit ), bit a n - najmniej znaczącym bitem - LSB (ang. Least Significant Bit ). Znak napięcia wyjściowego zależy od tego, czy przetwornik C/A odwraca czy nie odwraca fazy.
Najważniejszymi parametrami przetwornika C/A są:
rozdzielczość - najmniejsza zmiana sygnału wyjściowego
;
błąd bezwzględny - największa różnica między zmierzonym napięciem wyjściowym a obliczonym z powyższego wzoru; błąd względny - stosunek błędu bezwzględnego do wartości napięcia odniesienia.
Na rysunku 14.1 przedstawiono idealną i rzeczywistą charakterystykę przetwornika C/A dla słowa trzybitowego.
Rys. 14.1. Charakterystyka przejściowa przetwornika C/A. 1 - idealna, 2 - rzeczywista. Najprostszą konstrukcją przetwornika C/A jest układ o przetwarzaniu prądowym. Jest to wzmacniacz sumujący zbudowany z użyciem wzmacniacza operacyjnego ( rys. 14.2a ).
Napięcie wyjściowe układu ma postać:
;
Jest ono równe co do modułu spadkowi napięcia na rezystorze łączącym wyjście układu z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego. Wartość napięcia wyjściowego zależy od wartości prądu płynącego przez ten rezystor, regulowanej położeniem przełączników (kluczy). Pozycja lewa przełącznika odpowiada wartości 0 danego bitu wejściowego, natomiast pozycja prawa odpowiada wartości l . Jeżeli przełącznik jest ustawiony w lewej pozycji, to prąd płynący w tej gałęzi spływa do masy, natomiast jeżeli jest w prawej pozycji, to prąd ten dodaje się do prądu płynącego przez rezystor w pętli sprzężenia, powodując zwiększenie spadku napięcia na nim, a tym samym zwiększenie (co do modułu) wartości napięcia wyjściowego. Przez rezystory dołączone do kluczy płynie cały czas taki sam prąd, bez względu na ich pozycję.

(…)

… wejściowe jest dostatecznie małe (mniejsze od napięcia progowego), to tranzystor T1 przewodzi, a T2 jest zablokowany.
Rys. 14.5. Schematy kluczy analogowych
Napięcie wyjściowe jest wówczas równe napięciu zasilania. Natomiast, jeżeli napięcie wejściowe jest duże (większe od napięcia progowego), to tranzystor T2 przewodzi, a T1 jest zablokowany. Napięcie wyjściowe jest wówczas równe zeru (masa układu). Klucz…
... zobacz całą notatkę