|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы 362 Гшва 9 число в счетчиках равно номеру последнего канала; этот-сигнал и сбрасывает счетчики в нуль. В некоторых системах используется чисто двоичное кодирование. В таких случаях число логических входов у каждого модуля мультиплексора должно быть равно восьми. 9.2. Цифро-аналоговые преобразователи [5, 6] Во многих вычислительных и информационных системах обработка сигналов ведется как в цифровой, так и в аналоговой форме В подобных случаях необходимо иметь средства перевода цифровых машинных слов в аналоговые. Этой цели служат цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), которые, воспринимая на входе цифровое слово, преобразуют его в аналоговое напряжение на выходе. Цифровое слово Яа входе ЦАП может быть в любом, коде, на который рассчитан преобразователь, в частности в двоично-десятичном или двоичном коде. Выражение для аналогового напряжения на выходе однополярного ЦАП на п двоичных разрядов следующее: Eo=Vi,(fl,2- -f а2- -f аз2- -f ... + а2Г% . где Vr - опорное аналоговое напряжение, а коэффициенты ai-a-n равны О, если у входного двоичного слова в данном разряде нуль, и 1, если у входного двоичного слова в данном разряде единица. Весовой коэффициент для старшего двоичного разряда (СДР) равен Vh/2, а для младшего двоичного разряда (МДР) Уд/2". Когда входное двоичное слово состоит из одних только единиц, аналоговое напряжение на выходе равно Ун(1-2-"). Если в качестве выходного усилителя в ЦАП используется . ОУ, то его усиление можно отрегулировать таким обр1азом, чтобы коэффициент Vr в приведенном уравнении был равен 10,240 В. Тогда для 10-разрядного преобразователя (2" = 1024) МДР будет равен 10,240/1024 = 10 мВ. Для входного слова, состоящего только из единиц, выходное аналоговое напряжение будет равно 10,230 В, т. е. Vr за вычетом веса МДР. Подобным же. образом, для 12-разрядного преобразователя при Ун = 10,240 Ъ МДР будет 2,5 мВ. Хотя приняв Vr= 10,240 В, можно получать легко запоминающиеся значения выходных напряжений, являющиеся простыми сочетаниями степеней двойки, но тем не менее усиление ОУ часто регулируют таким образом, чтобы для входного слова, состоящего только из единиц, на выходе получилось напряжение 10,00 В. , 9.2.1. Основные схемы ЦАП Основными схемными элементами ЦАП являются матрица .на резисторах, управляемые током или напряжением ключи, ис- ]мА II л» \мА \мА jl/ ЧОкОмХг"-) <,80кЫ SWr, 5Щ. WkOm гокОм ЮкОм  Младший двоичный Старший веоичньш Фиг. 9.6. ЦАП с матрицей на весовых резисторах. ТОЧНИК опорного напряжения и выходной ОУ. На фиг. 9.6 показана схема ЦАП с использованием матрицы на весовых резисторах, рассчитанного на обработку параллельного двоичного кода. Резисторы цепи и опорное напряжение Vn задают токам, соответствующим двоичным разрядам входного слова, двоично-взвешенные значения; ОУ, работающий в режиме преобразователя ток-напряжение с малым выходным сопротивлением, суммирует эти токи. Если выбрать сопротивление обратной связи ОУ Rf равным 5 кОм, то вес будет равен 5,00 В, вес следующего разряда 2,50 В, еще следующего 1,25 В и т. д. вплоть до МДР. Если Rf = 5,12 кОм, то веса разрядов, начиная с СДР, бу-.дут 5,12, 2,56, 1,28 В и т. д. Ключами могут служить полевые или биполярные транзисторы, включенные по схеме однополюс- яого переключателя тока на два направления. В данной резистивной цепи требуется только один резистор, на каждый двоичный разряд, но номиналы этих резисторов лежат в широких пределах, что делает затруднительным согласование их температурных коэффициентов сопротивления. Этот недостаток преодолевается в схеме фиг. 9.7, где приме-иена резистивная матрица типа R, 2R. В такой цепи нет широкого разброса номиналов резисторов, но зато нужны два рези-•стора на каждый двоичный разряд. Кроме того, в цепи R, 2R •абсолютная точность сопротивлений не имеет значения, но суще-«ственна точность, с которой соблюдаются их отношения, поскольку такая цепь является прецизионным делителем токов. Узелп УзелЗ Узел 2 Узел! -ллл \ЛЛЛ >ЛЛЛ-   Шадший двоичный Старший двоичный разряд Фиг. 9.7. ЦАП с матрицей типа R, 2R. Чтобы понять действие схемы фиг. 9.7, рассмотрим веса отдельных разрядов в какой-либо момент времени, а потом применим метод суперпозиции. Когда у входного слова в СДР имеется единица, а в остальных разрядах нули, из узла 1 вытекает ток Узел 1 2R \ 2R  е в узле 1 равно = Й v.-yw-, e в узле 2 равно Узел I cl W--rW\A-, .-I r i 2R ±. \i 2R Sir   "ееузле 1 равно Фиг. 9.8. Эквивалентные схемы, о - напряжение в узле при замкнутом ключе sw•, б-напряжение в узле при замкнутом ключе SWu. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 [ 119 ] 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 |