Статические параметры ЦАП

Классификация ЦАП

Цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) называется устройство, преобразующее входное сообщение из цифровой формы сообщения в аналоговую.ЦАП находят широкое применение не только как составная часть АЦП уравновешивающего преобразования, но и в качестве устройств сопряжения с ЭВМ с управляющими и регистрирующими устройствами, в программируемых источниках питания и генераторах функций и др. ЦАП, в которых источник опорного напряжения может изменяться, обычно называют умножающими, а ЦАП с внутренним неизменным источником — полным.Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) вырабатывают напряжение или ток, функционально связанные с управляющим кодом. Схемы ЦАП можно классифицировать по различным признакам:

• по принципу действия или способу формирования выходного сигнала (с суммированием напряжений, делением напряжения, суммированием токов);
• по роду выходного сигнала (с токовым выходом, потенциальным выходом, резистивным выходом);
• по полярности выходного сигнала (униполярные, биполярные);
• по характеру опорного сигнала (с постоянным опорным сигналом, изменяющимся опорным сигналом (умножающие).

К интегрирующим ЦАП относятся преобразователи, в которых входная величина, выраженная в цифровой форме, представляется на входе в аналоговом эквиваленте, пропорциональном ее среднему значению. Указанный принцип реализуется в преобразователях частота—напряжение, в частности в микросхеме КР1108ПП1, обладающей свойством дуальности и работающей в режиме ПЧН.В настоящее время на базе полупроводниковой интегральной технологии созданы ЦАП с резистивными схемами. Наиболее приспособленными к миниатюризации оказались ЦАП с суммированием токов.Существует несколько схем, каждая из которых служит базой для построения многих разновидностей ЦАП соответствующего класса (рис. 4.7.).Для формирования требуемых уровней аналоговые ключи управляются цифровыми сигналами, либо подключается к выходу ЦАП необходимое количество источников опорных сигналов (рис. 4.7.а), либо устанавливаются соответствующее дискретное значение коэффициента деления (рис. 4.7.б.). Цепь из двух управляемых резисторов в последнем случае представляет собой одну из резистивных схем.

Сопротивление резисторов, соответствующих разрядам входного слова, кратно двум при переходе к соседнему биту. Напряжение на выходе такого ЦАП вычисляется по следующей формуле:где — ток через i сопротивление, равно нулю, если ключ разомкнут, и единице, если замкнут.Наиболее часто на практике используются ЦАП с суммированием токов (рис. 4.8.). Каждый из аналоговых ключей К0—К3 может находиться в одном из двух состояний: закрытом или открытом.

Статические параметры ЦАП

Погрешность нелинейности— максимальное отклонение от идеальной прямой во всем диапазоне преобразования. Относительное значение отклонения измеряется в процентах, а абсолютное — в долях.

Дифференциальная погрешность нелинейности — максимальное отклонение от идеальной прямой при переходе от одного значения к другому.

Монотонность характеристики преобразования — возрастание (уменьшение) или постоянство выходных значений при равномерном возрастании (уменьшении).