Теоретическая часть КР «Обзор способов построения АЦП и ЦАП. Применение ИКМ. Патентный поиск»

Теоретическая часть

Цифро-аналоговые преобразователи

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) предназначен для преобразования входной величины, представленной числовым кодом, в эквивалентную аналоговую величину. Эти преобразователи широко используются в системах автоматического управления, в цифровых системах обработки информации, в вычислительной технике.
В ЦАП в качестве входного сигнала используются цифровые коды, а выходным сигналом является , как правило, напряжение. Принцип работы ЦАП состоит в суммировании эталонных значений напряжений (токов), соответствующих разрядам входного кода, причем в суммировании участвуют только те эталоны, для которых в соответствующих разрядах стоит «1». В этом случае входное напряжение определяется следующим образом:

где U0— опорное (эталонное) напряжение,
k — коэффициенты двоичных разрядов, принимающие значение 0 или 1,
n — разрядность входного кода.

Основные характеристики ЦАП подразделяются на статические и динамические.
К статическим параметрам относятся:
— разрядность (n)
— абсолютная разрешающая способность ЦАП — т.е. минимальным значением изменения сигнала на выходе, обусловленное изменением входного кода на единицу (цена младшего разряда), определяется как U0/2n
— абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы дшк представляет собой отклонение значения выходной напряженности от номинального расчетного, соответствующего конечной точке характеристики преобразованния (измеряется в единицах младшего разряда (EMP) или в процентах;
— нелинейность преобразования δL — это отклонение реальной характеристики преобразования от расчетной (линейной). Величина δL измеряется в единицах младшего разряда или в процентах:

где δL — абсолютное значение нелинейности
Из динамических характеристик наиболее существенными являются:
— время установления выходного сигнала tуст, — это интервал времени от подачи входного кода до появления выходного напряжения;
— максимальная частота преобразования fпреобр
При построении ЦАП в качестве эталонов используются токи или напряжения. Принцип построения ЦАП, реализующих метод суммирования токов, иллюстрируются на рис.1.