Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи
Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) – функциональный узел, однозначно преобразующий кодовые комбинации цифрового сигнала в значение аналогового сигнала. Основой для нахождения однозначного соответствия может служить соотношение:
U вых = Е 0 (ХТ 2-1 + Х 22-2 + … + ХN 2 -N),
где U вых – напряжение на выходе ЦАП;
Е 0 – опорное напряжение;
Х (Х 1, Х 2,… ХN) – цифровой код; Х I принимает значение 0 или 1.
При определении Е 0 каждому Х I на выходе устройства соответствует напряжение U вых.
Схема включает (рисунок 28):
- Е 0 – источник опорного напряжения;
- матрицы двоично-весовых регистров (R 1);
- К П – ключи;
- дифференциальный ОУ.
Рисунок 28 – Схема цифроаналогового преобразователя
Аналого - цифровые преобразователи (АЦП) решают задачу поиска однозначного эквивалента аналоговому сигналу цифрового кода. На вход АЦП поступает аналоговый сигнал и после конечного времени преобразования на его выходе появляется цифровой код.
Рассмотрим АЦП параллельного кодирования (рисунок 29). Этот метод заключается в следующем:
U вх подается одновременно на первые входы каждого из компараторов (К), а их вторые входы подключены к источникам равномерно изменяющихся опорных напряжений (4 источника).  |
Рисунок 29 – Схема аналого-цифрового преобразователя
|
Приоритетный шифратор (ПШ) формирует выходной цифровой сигнал, соответствующий самому старшему номинальному параметру. Этот способ отличается наибольшим быстродействием.
Параллельные преобразователи имеют от 16 до 256 уровней квантования (от 4 до 8 разрядов выходного кода). При большом числе разрядов АЦП становится чрезмерно дорогостоящим.
В АЦП происходят два процесса:
– деление;
– кодирование.
От датчиков измерительных устройств аналоговые сигналы поступают обычно в виде изменяющегося значения I или U.
Весь диапазон изменения входного сигнала разбивается делением в АЦП на интервалы, которым присваиваются двоичные коды.
Кодирование входного сигнала производится сравнением его значения со значениями выделенных интервалов, в результате чего входной сигнал заменяется цифровым машинным кодом.
|
