Курсовая работа: Цифро-аналогові перетворювачі

Звичайно, опір резистора зворотнього зв’язку Roc = R. У такому випадку

Звих = -UопD/2^N .

Більшість моделей ЦАП мають велику вихідну ємність. Наприклад, у AD7520 вона в залежності від вхідного коду складає величину 30...120 пФ.

Для ЦАП на джерелах струму перетворення вихідного струму у напругу може бути зроблено за допомогою резистора (рис.8,б). У цій схемі амплітуда вихідної напруги повинна бути невеликою (не більше ±1 В). Такий режим забезпечується при малому опорі навантаження Rн = 1 кОм.

Для ЦАП з МОН-ключами. щоб одержати вихідний сигнал у вигляді напруги, можна використати інверсне включення резистивної матриці (рис.9).

Рис.9. Інверсне включення резистивної матриці.

Вихідна напруга такого ЦАП

Uвих =.

В особистому випадку, Rн = µUвих = .

Недоліками цієї схеми є: велике спадання напруги на ключах, змінне навантаження джерела опорної напруги та значний вихідний опір.

Паралельний ЦАП на перемикаємих конденсаторах

Основою ЦАП цього типу є матриця конденсаторів, ємності яких співвідносяться як цілі ступені двійки. Схема простого варіанту такого перетворювача наведена на рис.10.

Рис.10. Паралельний ЦАП на перемикаємих конденсаторах

Ємність К-го конденсатору матриці визначається співвідношенням: Ск = 2^К С0.

Цикл перетворення складається з двох фаз У першій фазі ключі S0…S_{N -1} знаходяться у лівій позиції. Ключ скидання Sсб замкнений. При цьому усі конденсатори розряджені. У другій фазі ключ скидання Sсб розмикається. Якщо k-й біт вхідного N-розрядного слова d_k = 1, то відповідний ключ Sk перемикається у праву позицію. підключаючи нижню обкладинку конденсатору до джерела опорної напруги, або залишається у лівій позиції, якщо d_k = 0.Сумарний розряд конденсаторів матриці з урахуванням Ск = 2^К С0, складає:

q = .

Такий же заряд одержує і конденсатор С в колі зворотного зв’язку операційного підсилювача. При цьому вихідна напруга ОУ складе:

Uвих = -UopC0D/C.

Для збереження результату перетворення (постійної напруги) на протязі кількох років к виходу кількох ЦАП цього типу потрібно підключати пристрій вибірки-збереження. Зберігати результат тривалий час неможливо, тому такі ЦАП застосовуються в основному у составі АЦП. Інший недолік – велика площа кристалу мікросхеми, котру займає така схема.

ЦАП з сумуванням напруг

Схема 8-розрядного ЦАП з сумуванням напруг, що виготовляється у вигляді мікросхеми, показано на рис.11.

Рис.11. ЦАП з сумуванням напруг

Основу перетворювача складає ланцюг з 256 резисторів рівного опору, що з’єднані послідовно. Вивід W через ключі S0…S256 може підключатись до будь-якої точки цього кола в залежності від вхідного числа. Вхідний двійковий код D перетворюється дешифратором 8х256 в унітарний позиційний код, що безпосередньо керує ключами. Якщо прикласти напругу U_AB між виводами А і В, то напруга між виводами Wі В складе:

U_WB = U_AB D.

Достоїнство даної схеми – мала диференційна нелінійність та гарантована монотонність характеристики перетворення. Її можна використовувати як резистор, що підстроюється цифровим кодом. При подачі активного рівня на вхід „Економ. режим” має місце розмикання ключа Sоткл, та замикання ключа S0. У наш час випускаються ЦАП такого типу на 12 розрядів, наприклад, AD5321.

Інтерфейси ЦАП