Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи
Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) – функциональный узел, однозначно преобразующий кодовые комбинации цифрового сигнала в значении аналогового сигнала.
Основой для нахождения однозначного соответствия может служить соотношение:
UВЫХ= Е0(ХТ2-1 + Х22-2 + … + ХN2-N),
где UВЫХ – напряжение на выходе ЦАП; Е0 – опорное напряжение;
Х (Х1, Х2,… ХN) – цифровой код; ХI принимают значение 0 или 1.
При определении Е0 каждому ХI на выходе устройства соответствует напряжение UВЫХ.
Схема включает (рисунок 2.26):
1 Е0 – источник опорного напряжения;
2 Матрицы двоично – весовых регистров (R1);
3 КП – ключи;
4 Дифференциальный ОУ.
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) – решают задачу поиска однозначного эквивалента аналоговому сигналу цифрового кода. На вход АЦП поступает аналоговый сигнал и после конечного времени преобразования на его выходе появляется цифровой код.
Рассмотрим АЦП параллельного кодирования (рисунок 2.27). Этот метод заключается в следующем:
Рисунок 2.26 – Схема ЦАП |
Приоритетный шифратор (ПШ) формирует выходной цифровой сигнал, соответствующий самому старшему номинальному параметру. Этот способ отличается наибольшим быстродействием.
Параллельные преобразователи имеют от 16 до 256 уровней квантования (от 4 до 8 разрядов выходного кода). При большом числе разрядов АЦП становится чрезмерно дорогостоящим.
В АЦП происходят два процесса:
1 Деление;
2 Кодирование.
От датчиков измерительных устройств аналоговые сигналы поступают обычно в виде изменяющегося значения I или U.
Рисунок 2.27 – Схема АЦП |
2 Кодирование входного сигнала производится сравнением его значения со значениями выделенных интервалов, в результате чего входной сигнал заменяется цифровым машинным кодом.