В статье рассказывается про основные параметры ЦАП, которые влияют на выходной аналоговый сигнал.
Ключевые слова: ЦАП, разрешающая способность, аналоговый сигнал, цифро-аналоговый преобразователь, цифровой код, функция преобразования.
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — это устройство для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал пропорционально значению.
ЦАП используются для соединения цифровых систем управления с устройствами, управляемыми по уровню аналогового сигнала. Кроме того, цифро-аналоговый преобразователь является неотъемлемой частью многих конструкций устройств и аналого-цифровых преобразователей.
ЦАП имеет функцию преобразования. Сочетает изменение цифрового кода с изменением напряжения или тока. Функция преобразования ЦАП выражается следующим образом:
Где:
Рис. 1. Классификация ЦАП
Параметры ЦАП:
— Разрядность
— Разрешающая способность (относительная, абсолютная)
— Напряжение питания
— Уровни управляющего напряжения
— Величина опорного напряжения
— Максимальный выходной ток
Динамические параметры:
Скорость нарастания — это максимальная скорость изменения Uout (t) во время перехода. Определяется как отношение приращения ΔUout ко времени Δt, в течение которого произошло это приращение.
Рис. 2. Переходная характеристика ЦАП
Время преобразования t преоб (время определения кода выхода t уст ) — интервал времени от передачи входного двоичного кода до появления аналогового выходного сигнала, соответствующего этому коду. Момент, в который в последний раз выполняется равенство |U вых -U пш |=d/2.
Разрешающая способность — приращение Uвых при преобразовании смежных значений N j , т. е. отличающихся на ЕМЗР. Это приращение является шагом квантования. Для двоичных кодов преобразования номинальное значение шага квантования Uкв= Uпш/(2n-1),
Где:
Uпш — номинальное максимальное выходное напряжение ЦАП (напряжение полной шкалы),
n — количество разрядов двоичного числа, подаваемого на вход ЦАП (n — соответствует числу разрядных входов ЦАП).
d а = U кв = U пш /(2n-1)
Чем больше разрядность преобразователя, тем выше его разрешающая способность.
Относительная разрешающая способность — это обратная величина от максимального числа уровней квантования (2n-1):
d отн = 1/(2n-1).
Литература:
- Одинец А. И., Науменко А. П. Цифровые устройства: АЦП и ЦАП: Учеб. пособие. — Омск: Изд-во ИРСИД, 2006.- 48 с.
- Статические и динамические характеристики средств измерений. Основные характеристики ЦАП и АЦП. — Текст: электронный // gtavrl.ru: [сайт]. — URL: https://gtavrl.ru/staticheskie-i-dinamicheskie-harakteristiki-sredstv-izmerenii-osnovnye/ (дата обращения: 09.03.2021).
