Главная Регистрация Вход RSS

Главная » Статьи » Реферати » Технічні науки

---

Цифро-аналогові перетворювачі. Послідовні ЦАП Загальні відомості Цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) призначений для перетворення числа, визначеного, як правило, у виді двійкового коду, у напругу чи струм, які пропорційні значенню цифрового коду. Схемотехніка цифро-аналогових перетворювачів дуже різноманітна. На рис. 1 наведена класифікаційна схема ЦАП за схемотехнічними ознаками. Крім цього, ІМС цифро-аналогових перетворювачів класифікуються за наступними ознаками: За видом вихідного сигналу: з стумовим виходом та виходом у виді напруги За типом цифрового інтерфейсу: з послідовним уведенням та з паралельним уведенням вхідного коду За кількістю ЦАП на кристалі: одноканальні та багатоканальні За швидкодією: помірної та високої швидкодії Рис. 1. Класифікація ЦАП Послідовні ЦАП ЦАП із широтно-імпульсною модуляцією Дуже часто ЦАП входить до складу мікропроцесорних систем. У цьому випадку, якщо не потрібно високої швидкодії, цифро-аналогове перетворення може бути дуже просто здійснено за допомогою широтно-імпульсної модуляції (ШІМ). Найпростіше організується цифро-аналогове перетворення в тому випадку, якщо мікроконтролер має вбудовану функцію широтно-імпульсного перетворення (наприклад, AT90S8515 фірми Atmel чи 87С51GB фірми Intel). Вихід ШІМ керує ключем S. У залежності від заданої розрядності перетворення (для контролера AT90S8515 можливі режими 8, 9 та 10 біт) контролер з допомогою свого таймера/лічильника формує послідовність імпульсів, відносна тривалість яких g =tта/ Т визначається співвідношенням де N - розрядність перетворення, а D - перетворюваний код. Фільтр нижніх частот згладжує імпульси, виділяючи середнє значення напруги. У результаті вихідна напруга перетворювача Розглянута схема забезпечує майже ідеальну лінійність перетворення, не містить прецизійних елементів (за винятком джерела опорної напруги). Основний її недолік - низька швидкодія Послідовний ЦАП на конденсаторах, що переключаються, Розглянута вище схема ЦАП із ШІМ спочатку перетворить цифровий код у часовий діапазон, який формується з допомогою двійкового лічильника квант за квантом, тому для одержання N-розрядного перетворення необхідні 2N часових квантів (тактів). Схема послідовного ЦАП, наведена на рис. 2, дозволяє виконати цифро-аналогове перетворення за значно меншу кількість тактів У цій схемі ємності конденсаторів З1 та З2 рівні. Перед початком циклу перетворення конденсатор З2 розряджається ключем S4. Вхідне двійкове слово задається у виді послідовного коду. Його перетворення здійснюється послідовно, починаючи з молодшого розряду d0. Кожен такт перетворення складається з двох напівтактів. У першому напівтакті конденсатор З1 заряджається до опорної напруги Uоп при d0=1 за допомогою замикання ключа S1 чи розряджається до нуля при d0=0 шляхом замикання ключа S2. В другому напівтакті при розімкнутих ключах S1, S2 та S4 замикається ключ S3, що викликає розподіл заряду навпіл між З1 та З2. У результаті одержуємо: U1(0)=Uвих(0)=(d0/2)Uоп | ) Поки на конденсаторі З2 зберігається заряд, процедура заряду конденсатора З1 повинна бути повторена для наступного розряду d1 вхідного слова. Після нового циклу перезарядження напруга на конденсаторах буде | (4) Точно також виконується перетворення для інших розрядів слова. У результаті для N-розрядного ЦАП вихідна напруга буде дорівнювати | (5) Якщо потрібно зберігати результат перетворення тривалий час, до виходу схеми варто підключити ПВХ. Після закінчення циклу перетворення варто провести цикл вибірки, перевести ПВХ у режим збереження та знову почати перетворення Таким чином, представлена схема виконує перетворення вхідного коду за 2N квантів, що значно менше, ніж у ЦАП із ШІМ. Тут потрібно тільки два узгоджених конденсатори невеликої ємності. Конфігурація аналогової частини схеми не залежить від розрядності перетворюваного коду. Однак за швидкодією послідовний ЦАП значно поступається паралельним цифро-аналоговим перетворювачам, що обмежує область його застосування Використана література: Основы промышленной электроники/ Под ред. В.Г. Герасимова. -М.: Высшая школа, 1978. Изъюрова Г.И., Кауфман М.С. Приборы и устройства промышленной электроники. -М.: Высшая школа, 1975. Миклашевский С.П. Промышленная электроника. -М.: Высшая школа, 1973. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. - М.: Высшая школа, 1988. Основы промышленной электроники/Под ред. В.Г. Герасимова. - М.: высшая школа, 1982. Гершунский В.С. Основы электроники. - К.: Вища школа, головн. из-во, 1982. Жеребцов И.П. Основы электроники. - Л.:Энергоатомиздат, 1985. Нагорский В.Д. Электроника и электрооборудование. - М.: Высшая школа, 1986.

1 2 3 4 5 Категория: Технічні науки | Добавил: DoceNt (04.01.2015)

Просмотров: 320 | Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0