Параллельные ЦАП
Все параллельные ЦАП (в отличии от последовательных) имеют высокое
быстродействие – от 0.1 до 10 мкс, высокой точностью – 10-14 двоичных разрядов, но
должны быть реализованы в виде отдельных устройств (они допускают лишь аппаратную,
но не программную реализацию).
Многозвенная цепная схема ЦАП R-2R
Используется матрица сопротивлений R-2R. Особенностью такой матрицы является то, что
для любого узла R-2R-R сумма сопротивлений справа и слева равна 2R.
Матрица сопротивлений используется для построения ЦАП. Ниже представлена схема
ЦАП на базе матрицы R-2R. Выходной ток матрицы подается на вход операционного
усилителя, включенного по инвертирующей схеме.
Последовательные или интегрирующие ЦАП
Аналого-цифровые преобразователи;
Параллельные АЦП
| Входной сигнал подается на неинвертирующие входы компараторов (DA1-DA8), соединенные параллельно. На инвертирующие входы этих компараторов подаются опорные напряжения с делителя напряжений на сопротивлениях R1- R9, на каждый компаратор подается опорное напряжение, отли- чающееся от соседних на шаг квантования. Количество включенных компараторов преобразуетсявдвоичный код при помощи шифратора СD. Достоинства - высокое быстродействие, достигающее десятков наносекунд. Недостатки - большая сложность (количество компараторов в схеме равно числу уровней квантования, и равно 2n где n - разрядность выходного кода - высокая стоимость; - невысокая точность (8-10 дво-ичных разрядов) |
АЦП последовательных приближений
Работа АЦП данного типа основана на алгоритме половинного де-
ления или дихотомии.
АЦП поразрядного взвешивания состоит из компаратора, на один
вход которого подается входное напряжение, а на другой - сигнал от
ЦАП. Схема из сдвигового регистра и блокировочных триггеров служит
для управления ЦАП - выработки последовательности кодов, прибли-
жений окончательного значения преобразования.
Первое приближение равно половине максимального значения,
далее выясняется, больше входное напряжение этого значения или
меньше, в следующем цикле интервал в котором находится входное на-
пряжение делится еще пополам и т.д. Каждый цикл приближения дает один правильный
двоичный разряд результата, начиная со старшего.
Достоинства и недостатки
Данный способ построения АЦП имеет по сравнению с интегрирующими и парал-
лельными АЦП среднее быстродействие - типичное значение времени преобразования -
1...10 мкс, и среднюю точность - 10...14 двоичных разрядов. К недостаткам данного метода
относится большая чувствительность к импульсным помехам, к достоинствам - хорошее со-
гласование по времени измерения с типичными микропроцессорными системами, невысо-
кая стоимость и сложность.
Интегрирующие АЦП Общие особенности
АЦП данного типа осуществляют преобразование в два этапа.
. На первом этапе входной аналоговый сигнал интегрируется и это проинтегрированное
значение преобразуется в импульсную последовательность. Частота следования импуль-
сов в этой последовательности или их длительность бывает промодулирована проинтег-
рированным значением входного сигнала.
. На втором этапе эта последовательность импульсов преобразуется в цифровой код - из-
меряется ее частота или длительность импульсов.
Общие достоинства
. АЦП данного типа нечувствительны к импульсным помехам.
. АЦП данного типа нечувствительны к периодическим помехам если их период в целое
число раз меньше периода интегрирования.
. В результате, АЦП данного типа являются наиболее точными - типичная точность - 4...6
десятичных знаков, что соответствует 14...20 двоичным разрядам.
. При работе АЦП данного типа в составе микропроцессорной системы возможна про-
граммная реализация части измерительной процедуры, а именно второго этапа - измере-
ния временных характеристик последовательности импульсов, что упрощает преобразо-
ватель.
Общие недостатки
Преобразователи данного типа являются наименее быстродействующими из всех -
типичное время преобразования - 1 - 1000 мс.
