Цифровые преобразователи

Июль 29, 2022

Главная
Разное
Цифровые преобразователи

Содержание

2. Принцип аналого-цифрового преобразования информации В большинстве случаев получаемый непосредственно от источника информации сигнал представлен в форме
3. Принцип аналого-цифрового преобразования информации Для передачи сообщений по линии связи или для их обработки могут быть
4. Принцип аналого-цифрового преобразования информации
5. Принцип аналого-цифрового преобразования информации При преобразовании сигналов из аналоговой формы в цифровую можно выделить следующие процессы:
6. Принцип аналого-цифрового преобразования информации Процесс дискретизации заключается в том, что из непрерывного во времени сигнала выбираются
7. Принцип аналого-цифрового преобразования информации
8. Принцип аналого-цифрового преобразования информации Квантование и кодирование заключается в следующем: 1. Создается сетка уровней квантования, сдвинутых
9. Принцип аналого-цифрового преобразования информации
10. Принцип аналого-цифрового преобразования информации Операция квантования заключается в округлении значений аналогового напряжения, выбранных в тактовые моменты
11. Принцип аналого-цифрового преобразования информации Процесс квантования приводит к погрешности (ε - ошибке квантования) В представлении дискретных
12. Принцип аналого-цифрового преобразования информации 2. Операция кодирования заключается в следующем Округлении значений напряжения, осуществляемое при операции
13. Принцип аналого-цифрового преобразования информации
14. Принцип аналого-цифрового преобразования информации Для диаграммы на рис. Образуется последовательность чисел: 1,6,7,4,1,2 и т.д. Полученная таким
15. Цифроаналоговые преобразователи Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) предназначены для преобразования цифровых сигналов в аналоговые.
16. Цифроаналоговые преобразователи Применение: 1. при восстановлении аналогового сигнала, предварительно преобразованного в цифровой для передачи на большие
17. 2. получение управляющего сигнала при цифровом управлении устройствами, режим работы которых определяется непосредственно аналоговым сигналом (что,
18. Цифроаналоговые преобразователи К основным параметрам ЦАП относят: разрешающую способность, время установления, погрешность нелинейности и др.
19. Разрешающая способность – величина, обратная максимальному числу шагов квантования выходного аналогового сигнала. Цифроаналоговые преобразователи
20. Цифроаналоговые преобразователи Время установления tуст – интервал времени от подачи кода на вход до момента, когда
21. Цифроаналоговые преобразователи Погрешность нелинейности – максимальное отклонение графика зависимости выходного напряжения от напряжения, задаваемого цифровым сигналом,
22. Существуют различные принципы построения ЦАП. Наиболее используемые из них: ЦАП с суммированием весовых токов; ЦАП на
23. рис.1 схема ЦАП с суммированием весовых токов. Цифроаналоговые преобразователи
24. На рис.1 приведена схема ЦАП с суммированием весовых токов. Ключ S5 замкнут только тогда, когда разомкнуты
25. Цифроаналоговые преобразователи По существу ЦАП – это инвертирующий усилитель на основе операционного усилителя. Анализ такой схемы
26. Цифроаналоговые преобразователи Из анализа схемы следует, что модуль выходного напряжения пропорционален числу, двоичный код которого определяется
27. Из вышеизложенного следует, что где Si, i = 1, 2, 3, 4 принимает значение 1, если
28. Состояние ключей определяется входным преобразуемым кодом. Достоинство: простота схемы. Цифроаналоговые преобразователи
29. Цифроаналоговые преобразователи Недостатки: Значительные изменения напряжения на ключах; Использование резисторов с сильно отличающимися сопротивлениями (требуемую точность
30. Цифроаналоговые преобразователи Рассмотрим ЦАП на основе резистивной матрицы R – 2R (матрицы постоянного сопротивления) (рис. 2).
31. Цифроаналоговые преобразователи Ключ S5 замкнут только тогда, когда все ключи S1…S4 подключены к общей точке. Во
32. Из анализа схемы можно увидеть, что и для неё модуль выходного напряжения пропорционален числу, двоичный код
33. Анализ легко выполнить, учитывая следующее. Пусть каждый из ключей S1…S4 подключен к общей точке. Тогда, как
34. Цифроаналоговые преобразователи К примеру, напряжение в точке «b» в 2 раза больше, чем в точке «а»
35. Цифроаналоговые преобразователи т.е. где Si, i = 1, 2, 3, 4 принимает значение 1, если соответствующий
36. Рассмотрим ЦАП для преобразования двоично-десятичных чисел (рис. 3). Цифроаналоговые преобразователи
37. Цифроаналоговые преобразователи Для представления каждого разряда десятичного числа используется отдельная матрица R - 2R (обозначены прямоугольниками).
38. Цифроаналоговые преобразователи Для представления каждого разряда десятичного числа используется отдельная матрица R - 2R (обозначены прямоугольниками).
39. Цифроаналоговые преобразователи Из анализа следует, что , где Следовательно, U2=0,1∙U1. С учётом этого получим
40. Цифроаналоговые преобразователи
41. Наиболее распространенными являются ЦАП серий микросхем 572, 594, 1108, 1118 и др. В таблице 1 приведены
42. Аналого-цифровые преобразователи Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) являются «связующим звеном» между аналоговой техникой и цифровой электроникой.
43. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) – это устройства, предназначенные для преобразования аналоговых сигналов в цифровые. Аналого-цифровые преобразователи
44. К основным характеристикам АЦП относят: число разрядов разрешающая способность АЦП время преобразования tпр нелинейность и др.
45. Число разрядов – количество разрядов кода, связанного с аналоговой величиной, которое может вырабатывать АЦП. Аналого-цифровые преобразователи
46. Разрешающая способность АЦП - это величина, обратная максимальному числу кодовых комбинаций на выходе АЦП. Так, 10-разрядный
47. Время преобразования tпр – интервал времени от момента заданного изменения сигнала на входе АЦП до появления
48. Характерными методами преобразования являются следующие: параллельного преобразования аналоговой величины последовательного преобразования. Аналогоцифровые преобразователи.
49. Рассмотрим АЦП с параллельным преобразованием входного аналогового сигнала. По параллельному методу входное напряжение одновременно сравнивают с
51. Рассмотрим принцип действия такого АЦП (рис. 6) При Uвх = 0, поскольку для всех ОУ разность
52. Аналого-цифровые преобразователи. Если Uвх>0,5U, но меньше 3/2U, лишь для нижнего ОУ и лишь на его выходе
53. Аналого-цифровые преобразователи. Рассмотрим конкретный вариант АЦП с последовательным преобразованием входного сигнала (последовательного счёта), который называют АЦП
54. В АЦП рассматриваемого типа используется ЦАП и реверсивный счётчик, сигнал с которого обеспечивает изменение напряжения на
55. Метод последовательного преобразования реализуется и в АЦП время – импульсного преобразования (АЦП с генератором линейно изменяющегося
57. Использованы следующие обозначения: СС – схема сравнения, ГИ - генератор импульсов, Кл – электронный ключ, Сч
58. Погрешность измерения определяется шагом квантования времени. Ключ Кл подключается к счётчику генератор импульсов от момента начала
59. Рассмотрим АЦП с двойным интегрированием, который также реализует метод последовательного преобразования входного сигнала (рис. 9).
60. Использованы следующие обозначения: СУ – система управления, ГИ – генератор импульсов, СЧ – счётчик импульсов. Принцип
61. Аналого-цифровые преобразователи. (напряжение Uи на выходе интегратора изменяется от нуля до максимальной по модулю величины), а
62. Пусть t1 интегрирования входного сигнала постоянно, тогда чем больше второй отрезок времени t2 (отрезок времени, в
63. В первый из указанных отрезков времени ключ К1 замкнут, ключ К2 разомкнут, а во второй, отрезок
64. Напряжение на выходе интегратора по истечении отрезка времени t1 определяется выражением Аналого-цифровые преобразователи. Используется аналогичное выражение
65. Код на выходе счётчика определяет величину входного напряжения. Одним из основных преимуществ АЦП рассматриваемого типа является
66. Аналого-цифровые преобразователи.
67. Таблица 2.
69. Скачать презентацию

Слайд 2

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
В большинстве случаев получаемый непосредственно от источника информации

сигнал представлен в форме непрерывно меняющегося напряжения или тока.

Слайд 3

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Для передачи сообщений по линии связи или для

их обработки могут быть использованы две формы: аналоговая или цифровая.
Аналоговая форма предусматривает оперирование всеми значениями сигнала цифровая – отдельными его значениями, представленными в форме кодовых комбинаций.

Слайд 4

Принцип аналого-цифрового преобразования информации

Слайд 5

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
При преобразовании сигналов из аналоговой формы в цифровую

можно выделить следующие процессы:
дискретизацию
квантование
кодирование

Слайд 6

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Процесс дискретизации заключается в том, что из непрерывного

во времени сигнала выбираются отдельные его значения. Соответствующие моментам времени, следующим через определенный интервал Т.
Т - тактовый интервал

Слайд 7

Принцип аналого-цифрового преобразования информации

Слайд 8

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Квантование и кодирование заключается в следующем:
1. Создается сетка

уровней квантования, сдвинутых друг относительно друга на величину Δ
Δ - шаг квантования

Слайд 9

Принцип аналого-цифрового преобразования информации

Слайд 10

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Операция квантования заключается в округлении значений аналогового напряжения,

выбранных в тактовые моменты времени.

Слайд 11

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Процесс квантования приводит к погрешности
(ε - ошибке

квантования)
В представлении дискретных значений напряжения, создавая шум квантования
-Δ /2≤ ε ≤Δ /2

Слайд 12

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
2. Операция кодирования заключается в следующем
Округлении значений напряжения,

осуществляемое при операции квантования позволяет представить эти значения числами – номерами соответствующих уровней квантования.

Слайд 13

Принцип аналого-цифрового преобразования информации

Слайд 14

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Для диаграммы на рис. Образуется последовательность чисел:
1,6,7,4,1,2 и

т.д.
Полученная таким образом последовательность представляется двоичным кодом:
001,110,111,100,001,010 и т.д.

Слайд 15

Цифроаналоговые преобразователи
Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) предназначены для преобразования цифровых сигналов в аналоговые.

Слайд 16

Цифроаналоговые преобразователи
Применение:
1. при восстановлении аналогового сигнала, предварительно преобразованного в цифровой для

передачи на большие расстояние или хранения (таким сигналом, в частности может быть звук).

Слайд 17

2. получение управляющего сигнала при цифровом управлении устройствами, режим работы которых

определяется непосредственно аналоговым сигналом (что, в частности, имеет место при управлении двигателями).

Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 18

Цифроаналоговые преобразователи
К основным параметрам ЦАП относят:
разрешающую способность,
время установления,
погрешность

нелинейности и др.

Слайд 19

Разрешающая способность – величина, обратная максимальному числу шагов квантования выходного

аналогового сигнала.

Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 20

Цифроаналоговые преобразователи
Время установления tуст – интервал времени от подачи кода

на вход до момента, когда выходной сигнал войдёт в заданные пределы, определяемые погрешностью.

Слайд 21

Цифроаналоговые преобразователи
Погрешность нелинейности – максимальное отклонение графика зависимости выходного напряжения

от напряжения, задаваемого цифровым сигналом, по отношению к идеальной прямой во всём диапазоне преобразования.

Слайд 22

Существуют различные принципы построения ЦАП.
Наиболее используемые из них:
ЦАП с суммированием

весовых токов;
ЦАП на основе резистивной матрицы (лестничного типа).

Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 23

рис.1 схема ЦАП с суммированием
весовых токов.
Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 24

На рис.1 приведена схема ЦАП с суммированием весовых токов.
Ключ S5

замкнут только тогда, когда разомкнуты все ключи S1…S4 (при этом Uвых=0). Uо – опорное напряжение. Каждый резистор во входной цепи соответствует определённому разряду двоичного числа.

Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 25

Цифроаналоговые преобразователи
По существу ЦАП – это инвертирующий усилитель на основе операционного

усилителя. Анализ такой схемы не представляет затруднений. Так, если замкнут один ключ S1, то
что соответствует единице в первом и нулям в остальных разрядах.

Слайд 26

Цифроаналоговые преобразователи
Из анализа схемы следует, что модуль выходного напряжения пропорционален числу,

двоичный код которого определяется состоянием ключей S1…S4. Токи ключей S1…S4 суммируются в точке «а», причём токи различных ключей различны (имеют разный «вес») Это и определяет название схемы.

Слайд 27

Из вышеизложенного следует, что

где Si, i = 1, 2,

3, 4 принимает значение 1, если соответствующий ключ замкнут, и 0, если ключ разомкнут.

т.е.

Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 28

Состояние ключей определяется входным преобразуемым кодом.
Достоинство:
простота схемы.
Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 29

Цифроаналоговые преобразователи
Недостатки:
Значительные изменения напряжения на ключах;
Использование резисторов с сильно отличающимися

сопротивлениями (требуемую точность сопротивлений обеспечить затруднительно)

Слайд 30

Цифроаналоговые преобразователи
Рассмотрим ЦАП на основе резистивной матрицы R – 2R (матрицы

постоянного сопротивления) (рис. 2).
В схеме использованы так называемые перекидные ключи S1…S4, каждый из которых в одном из состояний подключен к общей точке, поэтому напряжения на ключах невелики.

Слайд 31

Цифроаналоговые преобразователи
Ключ S5 замкнут только тогда, когда все ключи S1…S4 подключены

к общей точке.

Во входной цепи использованы резисторы всего с двумя различными значениям сопротивления.

Слайд 32

Из анализа схемы можно увидеть, что и для неё модуль

выходного напряжения пропорционален числу, двоичный код которого определяется состоянием ключей S1…S4.

Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 33

Анализ легко выполнить, учитывая следующее.
Пусть каждый из ключей S1…S4 подключен

к общей точке.
Тогда, как легко заметить, напряжение относительно общей точки в каждой следующей из точек «a»…«d» в 2 раза больше, чем в предыдущей.

Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 34

Цифроаналоговые преобразователи
К примеру, напряжение в точке «b» в 2 раза больше,

чем в точке «а» (напряжения Ua, Ub, Uc и Ud определяются следующим образом:
Ud = Uo; Uc = Uo/2; Ub = Uo/4; Ua = Uo/8).
Допустим, что состояние указанных ключей изменилось, Тогда напряжения в точках «а»…«b» не изменятся, так как напряжение между входами операционного усилителя практически нулевое.

Слайд 35

Цифроаналоговые преобразователи
т.е.
где Si, i = 1, 2, 3, 4 принимает

значение 1, если соответствующий замкнут, и 0, если ключ разомкнут.

Слайд 36

Рассмотрим ЦАП для преобразования двоично-десятичных чисел (рис. 3).
Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 37

Цифроаналоговые преобразователи
Для представления каждого разряда десятичного числа используется отдельная матрица R

- 2R (обозначены прямоугольниками). Z0…Z3 обозначают числа, определённые состоянием ключей каждой матрицы R – 2R. Принцип действия становится понятным, если учесть, что сопротивление каждой матрицы R, и если выполнить анализ фрагмента схемы, представленного на рис. 4.

Слайд 38

Цифроаналоговые преобразователи
Для представления каждого разряда десятичного числа используется отдельная матрица R

- 2R (обозначены прямоугольниками). Z0…Z3 обозначают числа, определённые состоянием ключей каждой матрицы R – 2R.

Слайд 39

Цифроаналоговые преобразователи
Из анализа следует, что
, где
Следовательно, U2=0,1∙U1. С учётом

этого получим

Слайд 40

Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 41

Наиболее распространенными являются ЦАП серий микросхем 572, 594, 1108, 1118 и

др. В таблице 1 приведены параметры некоторых ЦАП.

Таблица 1.

Цифроаналоговые преобразователи

Слайд 42

Аналого-цифровые преобразователи
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) являются «связующим звеном» между аналоговой техникой и

цифровой электроникой.

Слайд 43

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) – это устройства, предназначенные для преобразования аналоговых сигналов

в цифровые.

Аналого-цифровые преобразователи

Слайд 44

К основным характеристикам АЦП относят:
число разрядов
разрешающая способность АЦП
время преобразования

tпр
нелинейность и др.

Аналого-цифровые преобразователи

Слайд 45

Число разрядов – количество разрядов кода, связанного с аналоговой величиной, которое

может вырабатывать АЦП.

Аналого-цифровые преобразователи

Слайд 46

Разрешающая способность АЦП - это величина, обратная максимальному числу кодовых комбинаций

на выходе АЦП. Так, 10-разрядный АЦП имеет разрешающую способность
(т.е. при шкале АЦП, соответствующей 10В, абсолютное значение шага квантования не превышает 10мВ)

Аналогоцифровые преобразователи

Слайд 47

Время преобразования tпр – интервал времени от момента заданного изменения сигнала

на входе АЦП до появления на его выходе соответствующего устойчивого кода.

Аналогоцифровые преобразователи

Слайд 48

Характерными методами преобразования являются следующие:
параллельного преобразования аналоговой величины
последовательного преобразования.

Аналогоцифровые преобразователи.

Слайд 49

Рассмотрим АЦП с параллельным преобразованием входного аналогового сигнала.
По параллельному методу

входное напряжение одновременно сравнивают с n опорными напряжениями и определяют, между какими двумя опорными напряжениями оно лежит.
При этом результат получают быстро, но схема оказывается достаточно сложной.

Аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 50

Слайд 51

Рассмотрим принцип действия такого АЦП (рис. 6)
При Uвх = 0,

поскольку для всех ОУ разность напряжений
(U+, U- - напряжения относительно общей точки соответственно неинвертирующего и инвертирующего входа)
напряжения на выходе всех ОУ равны – Епит
а на выходах кодирующего преобразователя (КП) Z0,Z1,Z2 устанавливается нули.

Аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 52

Аналого-цифровые преобразователи.
Если Uвх>0,5U, но меньше 3/2U, лишь для нижнего ОУ
и

лишь на его выходе появляется напряжение +Епит, что приводит к появлению на выходах КП следующих сигналов: Z0=1, Z2=Z1=0.
Если Uвх>3/2U, но меньше 5/2U, то на выходе двух нижних ОУ появляется напряжение +Епит, что приводит к появлению на выходах КП кода 010 и т.п.

Слайд 53

Аналого-цифровые преобразователи.
Рассмотрим конкретный вариант АЦП с последовательным преобразованием входного сигнала (последовательного

счёта), который называют АЦП со следящей связью (рис. 7).

Слайд 54

В АЦП рассматриваемого типа используется ЦАП и реверсивный счётчик, сигнал с

которого обеспечивает изменение напряжения на выходе ЦАП. Настройка схемы такова, что обеспечивается примерное равенство напряжений на входе Uвх и на выходе ЦАП – U.
Если входное напряжение Uвх больше напряжения U на выходе ЦАП, то счётчик переводится в режим прямого счёта и код на его выходе увеличивается, обеспечивая увеличение напряжения на выходе ЦАП. В момент равенства Uвх и U счёт прекращается и с выхода реверсивного счётчика снимается код, соответствующий входному напряжению.

Аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 55

Метод последовательного преобразования реализуется и в АЦП время – импульсного преобразования

(АЦП с генератором линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН)).
Принцип действия рассматриваемого АЦП (рис. 8) основан на подсчёте числа импульсов в отрезке времени, в течение которого линейно изменяющегося напряжение (ЛИН), увеличиваясь от нулевого значения, достигает уровня входного напряжения Uвх.

Аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 56

Слайд 57

Использованы следующие обозначения: СС – схема сравнения, ГИ - генератор импульсов,

Кл – электронный ключ, Сч – счётчик импульсов. Отмеченный во временной диаграмме момент времени t1 соответствует началу измерения входного напряжения, а момент времени t2 соответствует равенству входного напряжения и напряжения ГЛИН.

Аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 58

Погрешность измерения определяется шагом квантования времени. Ключ Кл подключается к счётчику

генератор импульсов от момента начала измерения до момента равенства Uвх и Uглин. Через Uсч обозначено напряжение на входе счётчика. Код на выходе счётчика пропорционален входному напряжению. Одним из недостатков этой схемы является невысокое быстродействие.

Аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 59

Рассмотрим АЦП с двойным интегрированием, который также реализует метод последовательного преобразования

входного сигнала (рис. 9).

Слайд 60

Использованы следующие обозначения: СУ – система управления, ГИ – генератор импульсов,

СЧ – счётчик импульсов.
Принцип действия АЦП состоит в определении отношения двух отрезков времени, в течение одного из которых выполняется интегрирование входного напряжения Uвх интегратором на основе ОУ

Слайд 61

Аналого-цифровые преобразователи.
(напряжение Uи на выходе интегратора изменяется от нуля до максимальной

по модулю величины), а в течение следующего – интегрирование опорного напряжения Uоп (Uи меняется от максимальной по модулю величины до нуля) (рис. 10).

Слайд 62

Пусть t1 интегрирования входного сигнала постоянно, тогда чем больше второй отрезок

времени t2 (отрезок времени, в течение которого интегрируется опорное напряжение), тем больше входное напряжение.
Ключ К3 предназначен для установки интегратора в исходное нулевое состояние.

Аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 63

В первый из указанных отрезков времени ключ К1 замкнут, ключ К2

разомкнут, а во второй, отрезок времени их состояние является обратный по отношению к указанному. Одновременно с замыканием ключа К2 импульсы с генератора импульсов ГИ начинают поступать через схему управления СУ на счётчик Сч. Поступление этих импульсов заканчивается тогда, когда напряжение на выходе интегратора оказывается равно нулю.

Аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 64

Напряжение на выходе интегратора по истечении отрезка времени t1 определяется

выражением

Аналого-цифровые преобразователи.

Используется аналогичное выражение для отрезка времени t2, получим

Подставив сюда выражение для Uи(t1), получим

Слайд 65

Код на выходе счётчика определяет величину входного напряжения.
Одним из основных

преимуществ АЦП рассматриваемого типа является высокая помехозащищенность. Случайные выбросы входного напряжения, практически не оказывают влияния на погрешность преобразования. Недостаток АЦП - малое быстродействие.

Аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 66

Аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 67

Цифровые преобразователи

Содержание

Принцип аналого-цифрового преобразования информацииВ большинстве случаев получаемый непосредственно от источника информации

Принцип аналого-цифрового преобразования информацииДля передачи сообщений по линии связи или для

Принцип аналого-цифрового преобразования информации

Принцип аналого-цифрового преобразования информацииПри преобразовании сигналов из аналоговой формы в цифровую

Принцип аналого-цифрового преобразования информацииПроцесс дискретизации заключается в том, что из непрерывного

Принцип аналого-цифрового преобразования информации

Принцип аналого-цифрового преобразования информацииКвантование и кодирование заключается в следующем:1. Создается сетка

Принцип аналого-цифрового преобразования информации

Принцип аналого-цифрового преобразования информацииОперация квантования заключается в округлении значений аналогового напряжения,

Принцип аналого-цифрового преобразования информацииПроцесс квантования приводит к погрешности (ε - ошибке

Принцип аналого-цифрового преобразования информации2. Операция кодирования заключается в следующемОкруглении значений напряжения,

Принцип аналого-цифрового преобразования информации

Принцип аналого-цифрового преобразования информацииДля диаграммы на рис. Образуется последовательность чисел:1,6,7,4,1,2 и

Цифроаналоговые преобразователи Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) предназначены для преобразования цифровых сигналов в аналоговые.

Цифроаналоговые преобразователиПрименение:1. при восстановлении аналогового сигнала, предварительно преобразованного в цифровой для

2. получение управляющего сигнала при цифровом управлении устройствами, режим работы которых

Цифроаналоговые преобразователиК основным параметрам ЦАП относят: разрешающую способность, время установления, погрешность

Разрешающая способность – величина, обратная максимальному числу шагов квантования выходного

Цифроаналоговые преобразователи Время установления tуст – интервал времени от подачи кода

Цифроаналоговые преобразователи Погрешность нелинейности – максимальное отклонение графика зависимости выходного напряжения

Существуют различные принципы построения ЦАП.Наиболее используемые из них: ЦАП с суммированием

рис.1 схема ЦАП с суммированием весовых токов.Цифроаналоговые преобразователи

На рис.1 приведена схема ЦАП с суммированием весовых токов. Ключ S5

Цифроаналоговые преобразователиПо существу ЦАП – это инвертирующий усилитель на основе операционного

Цифроаналоговые преобразователиИз анализа схемы следует, что модуль выходного напряжения пропорционален числу,

Из вышеизложенного следует, что где Si, i = 1, 2,

Состояние ключей определяется входным преобразуемым кодом. Достоинство: простота схемы.Цифроаналоговые преобразователи

Цифроаналоговые преобразователиНедостатки: Значительные изменения напряжения на ключах;Использование резисторов с сильно отличающимися

Цифроаналоговые преобразователи Рассмотрим ЦАП на основе резистивной матрицы R – 2R (матрицы

Цифроаналоговые преобразователи Ключ S5 замкнут только тогда, когда все ключи S1…S4 подключены

Из анализа схемы можно увидеть, что и для неё модуль

Анализ легко выполнить, учитывая следующее.Пусть каждый из ключей S1…S4 подключен

Цифроаналоговые преобразователиК примеру, напряжение в точке «b» в 2 раза больше,

Цифроаналоговые преобразователит.е. где Si, i = 1, 2, 3, 4 принимает

Рассмотрим ЦАП для преобразования двоично-десятичных чисел (рис. 3).Цифроаналоговые преобразователи

Цифроаналоговые преобразователи Для представления каждого разряда десятичного числа используется отдельная матрица R

Цифроаналоговые преобразователи Для представления каждого разряда десятичного числа используется отдельная матрица R

Цифроаналоговые преобразователи Из анализа следует, что, где Следовательно, U2=0,1∙U1. С учётом

Цифроаналоговые преобразователи

Наиболее распространенными являются ЦАП серий микросхем 572, 594, 1108, 1118 и

Аналого-цифровые преобразователиАналого-цифровые преобразователи (АЦП) являются «связующим звеном» между аналоговой техникой и

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) – это устройства, предназначенные для преобразования аналоговых сигналов

К основным характеристикам АЦП относят: число разрядов разрешающая способность АЦПвремя преобразования

Число разрядов – количество разрядов кода, связанного с аналоговой величиной, которое

Разрешающая способность АЦП - это величина, обратная максимальному числу кодовых комбинаций

Время преобразования tпр – интервал времени от момента заданного изменения сигнала

Характерными методами преобразования являются следующие: параллельного преобразования аналоговой величины последовательного преобразования.

Рассмотрим АЦП с параллельным преобразованием входного аналогового сигнала. По параллельному методу

Рассмотрим принцип действия такого АЦП (рис. 6) При Uвх = 0,

Аналого-цифровые преобразователи. Если Uвх>0,5U, но меньше 3/2U, лишь для нижнего ОУ и

Аналого-цифровые преобразователи. Рассмотрим конкретный вариант АЦП с последовательным преобразованием входного сигнала (последовательного

В АЦП рассматриваемого типа используется ЦАП и реверсивный счётчик, сигнал с

Метод последовательного преобразования реализуется и в АЦП время – импульсного преобразования

Использованы следующие обозначения: СС – схема сравнения, ГИ - генератор импульсов,

Погрешность измерения определяется шагом квантования времени. Ключ Кл подключается к счётчику

Рассмотрим АЦП с двойным интегрированием, который также реализует метод последовательного преобразования

Использованы следующие обозначения: СУ – система управления, ГИ – генератор импульсов,

Аналого-цифровые преобразователи. (напряжение Uи на выходе интегратора изменяется от нуля до максимальной

Пусть t1 интегрирования входного сигнала постоянно, тогда чем больше второй отрезок

В первый из указанных отрезков времени ключ К1 замкнут, ключ К2

Напряжение на выходе интегратора по истечении отрезка времени t1 определяется

Код на выходе счётчика определяет величину входного напряжения. Одним из основных

Аналого-цифровые преобразователи.

Таблица 2.

Похожие презентации

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
В большинстве случаев получаемый непосредственно от источника информации

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Для передачи сообщений по линии связи или для

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
При преобразовании сигналов из аналоговой формы в цифровую

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Процесс дискретизации заключается в том, что из непрерывного

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Квантование и кодирование заключается в следующем:
1. Создается сетка

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Операция квантования заключается в округлении значений аналогового напряжения,

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Процесс квантования приводит к погрешности
(ε - ошибке

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
2. Операция кодирования заключается в следующем
Округлении значений напряжения,

Принцип аналого-цифрового преобразования информации
Для диаграммы на рис. Образуется последовательность чисел:
1,6,7,4,1,2 и

Цифроаналоговые преобразователи
Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) предназначены для преобразования цифровых сигналов в аналоговые.

Цифроаналоговые преобразователи
Применение:
1. при восстановлении аналогового сигнала, предварительно преобразованного в цифровой для

Цифроаналоговые преобразователи
К основным параметрам ЦАП относят:
разрешающую способность,
время установления,
погрешность

Цифроаналоговые преобразователи
Время установления tуст – интервал времени от подачи кода

Цифроаналоговые преобразователи
Погрешность нелинейности – максимальное отклонение графика зависимости выходного напряжения

Существуют различные принципы построения ЦАП.
Наиболее используемые из них:
ЦАП с суммированием

рис.1 схема ЦАП с суммированием
весовых токов.
Цифроаналоговые преобразователи

На рис.1 приведена схема ЦАП с суммированием весовых токов.
Ключ S5

Цифроаналоговые преобразователи
По существу ЦАП – это инвертирующий усилитель на основе операционного

Цифроаналоговые преобразователи
Из анализа схемы следует, что модуль выходного напряжения пропорционален числу,

Из вышеизложенного следует, что

где Si, i = 1, 2,

Состояние ключей определяется входным преобразуемым кодом.
Достоинство:
простота схемы.
Цифроаналоговые преобразователи

Цифроаналоговые преобразователи
Недостатки:
Значительные изменения напряжения на ключах;
Использование резисторов с сильно отличающимися

Цифроаналоговые преобразователи
Рассмотрим ЦАП на основе резистивной матрицы R – 2R (матрицы

Цифроаналоговые преобразователи
Ключ S5 замкнут только тогда, когда все ключи S1…S4 подключены

Анализ легко выполнить, учитывая следующее.
Пусть каждый из ключей S1…S4 подключен

Цифроаналоговые преобразователи
К примеру, напряжение в точке «b» в 2 раза больше,

Цифроаналоговые преобразователи
т.е.
где Si, i = 1, 2, 3, 4 принимает

Рассмотрим ЦАП для преобразования двоично-десятичных чисел (рис. 3).
Цифроаналоговые преобразователи

Цифроаналоговые преобразователи
Для представления каждого разряда десятичного числа используется отдельная матрица R

Цифроаналоговые преобразователи
Для представления каждого разряда десятичного числа используется отдельная матрица R

Цифроаналоговые преобразователи
Из анализа следует, что
, где
Следовательно, U2=0,1∙U1. С учётом

Аналого-цифровые преобразователи
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) являются «связующим звеном» между аналоговой техникой и

К основным характеристикам АЦП относят:
число разрядов
разрешающая способность АЦП
время преобразования

Характерными методами преобразования являются следующие:
параллельного преобразования аналоговой величины
последовательного преобразования.

Рассмотрим АЦП с параллельным преобразованием входного аналогового сигнала.
По параллельному методу

Рассмотрим принцип действия такого АЦП (рис. 6)
При Uвх = 0,

Аналого-цифровые преобразователи.
Если Uвх>0,5U, но меньше 3/2U, лишь для нижнего ОУ
и

Аналого-цифровые преобразователи.
Рассмотрим конкретный вариант АЦП с последовательным преобразованием входного сигнала (последовательного

Аналого-цифровые преобразователи.
(напряжение Uи на выходе интегратора изменяется от нуля до максимальной

Код на выходе счётчика определяет величину входного напряжения.
Одним из основных