Назначение цифро-аналогового преобразователя. Процесс цифро-аналогового преобразования

Цифро-аналоговый преобразователь ЦАП – устройство, преобразующее входную величину представленную последовательностью цифровых кодов в эквивалентные ей значения заданной физической величины. В качестве аналоговой физической величины могут быть различные параметры: угол поворота, перемещение, давление, которым соответствуют определенные величины напряжения тока.

Основной проблемой с которой сталкиваются при проектировании АЦП и ЦАП – адекватность полученного после преобразования сигнала исходному физическому процессу, то есть вопрос точности преобразования.

Процесс цифро-аналогового преобразования предполагает последовательное выполнение следующих операций:

1.Формирование в заданном диапазоне изменения выходного сигнала М и его дискретных значений , отличающихся на некоторое значение и постановка каждому сформированному уровню в соответствие некоторого кода ;

2.Последовательное, с заданным временным интервалом присвоение выходному сигналу значений выделенных уровней соответствующих входной последовательности кодом .

Если предположить, что , то результат ЦАП-ния полученный ранее последовательностей кодов будет показана на рисунке ступенчатой функцией . Эта функция хоть и непрерывна во времени, но остается дискретной по уровню, что является результатом погрешности, обусловленной шумом квантования.

Сам процесс ЦАП-ния не вносит собственных принципиальных погрешностей, а лишь отображает погрешности полученные в АЦП.

Погрешности преобразования в ЦАП носит инструментальный характер (погрешность элементарных составляющих).

Математически алгоритм ЦАП можно записать в виде:

где - погрешность преобразования на і-м шаге.

Таким образом погрешности обусловленные самим алгоритмом работы возникают только на этапе АЦП-ния и их уменьшение требует уменьшение периода дискретизации и шага квантования h.