Стройства и работы цифро-аналоговых

  • 05 июня 2013 г.
  • 1240 Слова
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Костромской государственный технологический
университет






Кафедра автоматики и микропроцессорной техники










Лабораторная работа МСТ 5








ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХ
И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ








МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯКОСТРОМА
2007




УДК 681.325.5:621.382.049.77




Лапшин В.В. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХ И
АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ: методические указания /В.В.Лапшин, В.М.Федюкин - 1-е изд. –Кострома: Изд-во КГТУ, 2007. — 15 с.




Лабораторная работа “Изучение устройства и работы цифро-аналоговых и аналого-цифровыхпреобразователей” выполняется студентами специальностей 220301 “Автоматизация технологических процессов и производств”, 230104 “Системы автоматизированного проектирования” и 230201 “Информационные системы и технологии”.













Рецензенты: канд. техн. наук, доц. В.Н.Попов;
кафедра АМТ КГТУ
















Рассмотрено и рекомендовано к изданиюредакционно-издательским советом КГТУ






















© Костромской государственный технологический университет, 2007


Лабораторная работа МСТ 5

ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХ
И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Ознакомиться с устройством, принципом действия, типовыми схемами
цифро-аналогового и аналого-цифровогопреобразователей.


1. Цифро-аналоговый преобразователь. Теоретическая часть


Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) служит для преобразования цифрового информационного сигнала в аналоговый сигнал (ток или напряжение). ЦАП используются для связи ЭВМ с аналоговыми устройствами. На рис.1 показано условное графическое обозначение ЦАП на схемах.
Работа идеального ЦАП описывается уравнением:
[pic] ,(1)
где Uоп – опорное напряжение, от стабильности которого во многом зависит точность
преобразования;
Zi – цифровой код, принимает значения 0 или 1;
n – разрядность ЦАП.
Схемотехника ЦАП разнообразна. Большинство цифро-аналоговых преобразователей строятся по принципу суммирования токов, пропорциональных весовым коэффициентам двоичного кода.
Принцип действия ЦАП ссуммированием токов поясняют схемы на рис.2 и 3. ЦАП состоит из следующих компонентов: резистивной матрицы для получения двоично– взвешенных токов; операционного усилителя (ОУ) для суммирования токов; ключей, задающих преобразуемый код.
В резистивной матрице на рис.2 значения сопротивлений отличаются друг от друга в два раза( Это резистивная матрица с двоично-взвешенными коэффициентами(

[pic][pic]. (2)

Если Rос=R/2, тогда

[pic] . (3)
Схема имеет следующие недостатки:
- необходимы резисторы с большим диапазоном номиналов, например, для
10-разрядного ЦАП потребуются резисторы от 1R до 1024R;
- к точности резисторов в старших разрядах предъявляются высокие требования;
- при изменении кода Z изменяетсясопротивление нагрузки для источника Uоп, что вызывает изменение потребляемого от него тока(












































Эти недостатки устранены в схеме, представленной на рис.3. Схема содержит сопротивления только двух номиналов, но количество резисторов больше( Ее называют матрицей типа R-2R, или матрицей лестничного типа( Матрица данного типанаиболее удобна при изготовлении ЦАП с помощью интегральной технологии (например, К572ПА1 – 10 разрядов, К572ПА2 – 12 разрядов)( В этом случае исключаются трудности с подбором большого числа номиналов сопротивлений.
При замыкании ключа Zi в соответствующей точке аi устанавливается напряжение [pic]. Каждая вышестоящая ступень лестницы R-2R...