Тема 10. Аналого-цифрові і цифро-аналогові перетворювачі

Тема №16. Аналого-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі

1. Аналого-цифрові перетворювачі

1.1. АЦП за методом послідовного підрахунку

1.2. АЦП за методом безпосереднього зчитування

1.3. АЦП за методом порозрядного зрівноваження

1.4. Інтегруючі АЦП

1.5. Багатоканальні АЦП

2. Цифро-аналогові перетворювачі

2.1. Основні типи електронних ЦАП

3. Цифрові вимірювачі неелектричних величин


2. Цифро-аналогові перетворювачі

Необхідність здійснення операції відновлення вихідного сигналу з дискретних відліків, а також необхідність здійснення операцій формування еталонних сигналів при аналого-цифровому перетворенні висуває задачу цифро-аналогового перетворення. Суть операції цифро-аналогового перетворення полягає у формуванні аналогових сигналів, що відповідають кодовим словам дискретного сигналу. Технічно це формування здійснюється цифро-аналоговим перетворювачем (ЦАП).

Аналоговий сигнал на виході ЦАП може бути сформований шляхом множення опорної напруги Еоп=q на вагові розрядні коефіцієнти кодового слова ai=2i, таким чином, що 

Технічно найпростіше ЦАП реалізовується на принципі підсумовування розрядних струмів  (рис. 4.15).

Схема реалізації ЦАП для підсумовування струму містить джерело стабільної напруги E0, матрицю двійково-зважених резисторів (R·2i), набір ключів KEi, що реалізовують розрядні коефіцієнти ai і перетворювач струму в напругу на операційному підсилювачі ОП.


Рисунок 4.15 – ЦАП для підсумовування струму

Часова діаграма класичного процесу цифро-аналогового перетворення має вигляд (рис. 4.16).


Рисунок 4.16 – Часова діаграма процесу ЦА перетворення

При малій кількості дискретних вибірок миттєвих значень сигналу, цей сигнал мало нагадує вихідний, однак може бути наближеним до нього шляхом аналогової фільтрації або інтерполяції.