5. Цифроаналоговые преобразователи. Для преобразования аналоговых сигналов в цифровые и цифровых – в аналоговые употребляются: аналого-цифровые преобразователи (АЦП); цифроаналоговые преобразователи (ЦАП). Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП). Для преобразования цифрового сигнала в аналоговый (например, в ток) воспользуемся формулой (7.1.5): A a1 2 n 1 a2 2 n 2 ..... an 1 21 an 20 В этой формуле вклад каждого следующего разряда в 2 раза меньше предыдущего. 5. Цифроаналоговые преобразователи. A a1 2 n 1 a2 2 n2 ..... an 1 2 an 2 1 0 Значит, для создания аналогового сигнала – тока, нужно: 1. Создать n источников тока, каждый из которых дает ток в 2 раза меньше предыдущего. 2. Соединить эти источники тока с выходом, причем источник должен быть соединен с выходом, если ai = 1, и не соединен, если ai = 0. На выходе токи складываются по закону Кирхгофа. 5. Цифроаналоговые преобразователи. Создадим схему (рис. 5.1): R2ּn-1 R2ּn-2 В нижней ветви схемы идет самый большой ток. Во второй – в 2 раза меньше, и т. д. R21ּ R ИП U Рис. 5.1 Ключи позволяют подключать токовые сигналы к выходу. Они должны быть включены, если в соответствующем разряде цифрового сигнала – 1. 5. Цифроаналоговые преобразователи. Воспользуемся электронным ключом (рис. 5.2): a X Y Рис.5.2. Электронный ключ. Если а = 1, то вход X соединен с выходом Y. Если а = 0, то вход X не соединен с выходом Y. Электронный ключ можно собрать на n-p-n транзисторе, который открывается положительным напряжением (1) на базе. 5. Цифроаналоговые преобразователи. Тогда полная схема ЦАП (рис. 5.3): а) an-1 R·2n-1 б) # a2 R·21 a1 R·20 выход Uоп. Рис. 5.3. Принципиальная схема цифроаналогового преобразователя (а) и его обозначение на схемах (б). Здесь ai – цифровой вход, a1 – старший разряд, an-1 – младший. 5. Цифроаналоговые преобразователи. Такая схема называется ЦАП с единичным приближением. Недостаток ЦАП с единичным приближением – необходимо большое количество резисторов с очень разными номиналами. При большом количестве разрядов входного сигнала это трудновыполнимо. Чаще употребляется ЦАП с двоично-взвешенным приближением. Для его создания необходимы только два номинала резисторов. 5. Цифроаналоговые преобразователи. Рассмотрим схему ЦАП с двоично-взвешенным приближением: an-1 2R R a2 R 2R a1 2R R выход Uоп. Рис. 5.4. Принципиальная схема ЦАП с двоично-взвешенным приближением. В такой схеме токи в узлах делятся пополам (доказать!). В остальном схема работает так же, как и предыдущая.