Лабораторна робота № 10. Мета: Вивчити алгоритми роботи ЦАП сходового типу.
Аналогo-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі ЦАП сходового типу. Мета: Вивчити алгоритми роботи ЦАП сходового типу.
Програмне забезпечення: програмне забезпечення комп'ютерного моделювання електронних схем (програма Electronic Workbench). Основні теоретичні відомості Схема ЦАП сходового типу наведена на рис. 10.1. Вона складається з резістов-ної матриці R-2R, яка нагадує сходи, і підсумовує підсилювача. Перевага такого з'єднання резисторів полягає в тому, що використовуються резистори тільки двох номіналів. Опір кожного з резисторів R1... R5 дорівнює 20 кОм, а резисторів R6... R8, Ro - 10 кОм. Зазначимо, що опору горизонтально розташованих резисторів "драбини" рівно в 2 рази більше опорів вертикальних.
Мал. 10.1 ЦАП сходового типу. ЦАП сходового типу подібний ЦАП з ваговими резисторами. У розглянутому прикладі використовується опорна напруга 3,75 В. Перехід до кожної наступної двійковій послідовності на входах призводить до збільшення аналогового вихідного сигналу на 0,25 В. Опорна напруга вибрано рівною 3,75 В з міркування зручності сполучення з ІМС сімейства ТТЛ при заміні ключів A... D такими ІМС. Вихідна напруга ЦАП на мал. 10.1 визначається за формулою:
(10.1)
де S, - значення цифрового сигналу (0 або 1) на i-му вході, n - число розрядів перетворення (для схеми на мал. 10.1 n = 4), R - опір резистора матриці R-2R (R = 10 кОм для схеми на рис. 10.1). Варіант ЦАП з використанням комутуючого пристрою двійково-десяткового лічильника 74160 (К155ІЕ9) показаний на мал. 10.2.
Мал. 10.2. Чотирирозрядний ЦАП сходового типу на базі лічильника 74160
З порівняння ЦАП на мал. 10.1 та 10.2 видно, що в другому відсутне джерело опорної напруги - його роль виконує сам лічильник-комутатор. Еквівалентне значення Uon можна отримати на підставі формули (10.1) і результатів осцилографічних вимірювань, показаних на рис. 10.3. Зокрема, максимальна вихідна напруга ЦАП VB2 = -2,8125 В, мінімальне - VB1 = -0,3125 В, їх різниця - VB2-VB1 = -2,45 В.
|
