© 2019 - batliveru
Для бизнеса Программа рекомендуется всем, кто связан с продажей керамической плитки, обоев, мебели для ванных комнат и т.д. Для их дальнейшего приобретения. Керамик 3д. Она будет полезна как специалистам, занимающимся профессиональным ремонтом и отделкой, так и профессиональным дизайнерам. Программа имеет очень простой функционал, работать в ней можно, не обладая специальными навыками. Добавлять необходимые покрытия в справочник можно самостоятельно.
Название реферата: ЦАП и АЦП - цифро-аналоговые и аналогово-цифровые преобразователи. Вы можете скачать реферат 'ЦАП и АЦП. Реферат - краткое изложение содержания книги, статьи, исследования, а также доклад с таким. Цифро-аналоговые преобразователи реферат по радиоэлектронике, Сочинения из Электронная инженерия. Moscow State University. Купить Цифро-аналоговые преобразователи в интернет-магазине HiFi-Trade. Доступная цена.
Содержание. Применение ЦАП применяется всегда в телекоммуникационных системах и системах управления. Например:. В системах;. В;. Формирование информационного сигнала для смесителей и управляемых генераторов;. В системах управлением двигателем;.
В системах (DDS - Direct digital synthesizer); Характеристики Для описания цифро-аналоговых преобразователей в общем случае используют следующие характеристики. Статические характеристики:. Определяет количество уровней аналогового сигнала, которое может воспроизводить ЦАП.
Для N разрядного ЦАП число уровней аналогового сигнала равно 2 N (включая значение для нулевого кода);. Статическая характеристика преобразования. Это график, у которого по оси абсцисс отложены значения кода, а по оси ординат значения выходного сигнала ЦАП. Статическая нелинейность. Для описания статической нелинейности используют две величины: дифференциальная нелинейность (DNL) и интегральная нелинейность (INL);.
Одна из важнейших характеристик ЦАП, которая говорит о том, что при увеличении кода, значение аналогового сигнала так же увеличивается. Унарная архитектура гарантирует монотонность.
Для бинарной архитектуры монотонность не гарантируется;. Напряжение питания;. Потребляемая мощность;. Смещение нуля;.
Ошибка усиления; Динамические характеристики:. Максимальная частота смены входного кода. Это максимальная частота, с которой можно изменять входной код ЦАП, получая при этом корректный результат на выходе;. (отношение сигнал/шум). Считается как отношение амплитуды восстанавливаемого гармонического сигнала к сумме амплитуд всех остальных гармоник в спектре выходного сигнала, кроме кратных, и выражается в децибелах;.
(динамический диапазон, свободный от паразитных составляющих). Считается как отношение амплитуды восстанавливаемого гармонического сигнала к амплитуде наибольшей гармоники в спектре выходного сигнала, также выражается в децибелах. Эту характеристику так же ещё называют 'динамической линейностью'.
Архитектуры ЦАП Архитектура ЦАП - это способ формирования выходного сигнала на функциональном уровне. Иначе говоря, это описание того, на сумму из каких чисел будет раскладываться значение выходного сигнала. Выходной сигнал формируется с помощью взвешивающих элементов, каждый из которых отвечает за свою 'порцию' выходного сигнала. Различают следующие архитектуры по набору значений взвешивающих элементов:. Бинарная архитектура; Соотношение двух соседних взвешивающих элементов равно 2. То есть выходной сигнал формируется так же, как это происходит. Соответственно, веса элементов, формирующих выходной сигнал, в нормированном виде, будут равны 1, 2, 4, 8, 16 и т.
Управление взвешивающими элементами осуществляется бинарным кодом. Унарная архитектура; Соотношение двух соседних взвешивающих элементов равно 1. То есть выходной сигнал формируется так же, как это происходит. Соответственно, веса всех элементов, в нормированном виде, равны 1. Управление осуществляется. Архитектура Фибоначчи; Веса элементов представляют собой последовательность.
Выходной сигнал формируется так же, как это происходит. Кроме того, существует понятие сегментной архитектуры, которая предполагает разделение входного кода на несколько групп. Как правило, две.
Каждая группа обрабатывается независимо своим сегментом. Выходные сигналы всех сегментов комбинируются, образуя выходной сигнал ЦАП.
Наиболее часто встречается следующая конфигурация сегментной архитектуры: младшие разряды обрабатываются сегментом, построенном по бинарной архитектуре, старшие разряды - сегментом, построенном по унарной архитектуре. Типы взвешивающих элементов и способы формирования веса Цифро-аналоговые преобразователи независимо от архитектуры могут использовать в качестве элемента взвешивающего аналоговый сигнал следующие типы компонентов:конденсаторы, резисторы и источники тока. Конденсаторы. Данный тип взвешивающих элементов в случае применения в бинарной архитектуре может быть либо иметь номиналы отличающие у соседних элементов в 2 раза, либо иметь номиналы 1 и 2 и формировать лестничную цепь C-2C. Данный тип взвешивающих элементов имеет те же принципы построения, что конденсаторы. Кроме того, существуют реализации подобных структур на основе не резисторов, а транзисторов, выступающих в роли резисторов. Такие цепи называются M-2M.
Источники тока. Это, как правило, транзистор в режиме насыщения. Использование данных типов взвешивающих элементов позволяет обойтись без буферов, которые необходимы для других типов взвешивающих элементов. Для формирования веса взвешивающего элемента есть следующие способы:. Масштабирование номиналов. С точки зрения полупроводниковой технологии это всегда эквивалентно масштабированию размеров элементов;. Использование лестничной структуры.
Применимо только к ёмкостным и резистивным взвешивающих элементам. В зависимости от типа взвешивающего элемента такие структуры получают названия R-2R, C-2C или M-2M (вместо резисторов используются транзисторы);. Инжекция заряда на плавающий затвор. Применимо лишь для специальных технологий, предусматривающих формирование плавающего затвора у транзистора. Как правило, это технологии предназначенные для изготовления энергонезависимой памяти.
Последовательные и параллельные ЦАП В зависимости от способа обработки разрядов входного кода ЦАП разделяют на два вида: последовательные и параллельные. К последовательным ЦАП можно отнести следующие виды:. — простейший тип ЦАП. Стабильный источник или периодически включается на время, пропорциональное преобразуемому цифровому коду, далее полученная импульсная последовательность фильтруется аналоговым.
Такой способ часто используется для управления скоростью электромоторов, а также становится популярным в -аудиотехнике;. ЦАП передискретизации, такие, как -ЦАП, основаны на изменяемой плотности импульсов.
Позволяет использовать ЦАП с меньшей разрядностью для достижения большей разрядности итогового преобразования; часто дельта-сигма ЦАП строится на основе простейшего однобитного ЦАП, который является практически линейным. На ЦАП малой разрядности поступает импульсный сигнал с модулированной плотностью импульсов (c постоянной длительностью импульса, но с изменяемой ), создаваемый с использованием. Отрицательная обратная связь выступает в роли. Большинство ЦАП большой разрядности (более 16 бит) построены на этом принципе вследствие его высокой и низкой стоимости. Дельта-сигма ЦАП достигает сотни тысяч отсчётов в секунду, разрядность — до 24 бит. Для генерации сигнала с модулированной плотностью импульсов может быть использован простой дельта-сигма модулятор первого порядка или более высокого порядка как MASH ( Multi stage noise SHaping). С увеличением частоты передискретизации смягчаются требования, предъявляемые к выходному фильтру низких частот, и улучшается подавление шума квантования; К параллельным ЦАП относятся:.
ЦАП взвешивающего типа, в котором каждому биту преобразуемого двоичного кода соответствует или источник тока, подключённый на общую точку суммирования. Сила тока источника (проводимость резистора) пропорциональна весу бита, которому он соответствует.
Таким образом, все ненулевые биты кода суммируются с весом. Взвешивающий метод один из самых быстрых, но ему свойственна низкая точность из-за необходимости наличия набора множества различных прецизионных источников или резисторов и непостоянного. По этой причине взвешивающие ЦАП имеют разрядность не более восьми бит;.
ЦАП лестничного типа. В R-2R-ЦАП значения создаются в специальной схеме, состоящей из резисторов с сопротивлениями R и 2R, называемой, которая имеет два вида включения: прямое — и инверсное —. Применение одинаковых резисторов позволяет существенно улучшить точность по сравнению с обычным взвешивающим ЦАП, так как сравнительно просто изготовить набор прецизионных элементов с одинаковыми параметрами.
ЦАП типа R-2R позволяют отодвинуть ограничения по разрядности. С лазерной подгонкой плёночных резисторов, расположенных на одной подложке, достигается точность 20—22 бита. Основное время на преобразование тратится в операционном усилителе, поэтому он должен иметь максимальное быстродействие. Быстродействие ЦАП единицы микросекунд и ниже (то есть наносекунды). В троичных ЦАП матрица постоянного импеданса состоит из резисторов 3R-4R с терминатором 2R. Также.
Примечания.
12 ХЕРСОНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет кибернетики Контрольная работа по дисциплине: «Компьютерная схемотехника» На тему: Цифро-аналоговые преобразователи Выполнил: студент группы 2зКСС2 Преподаватель: Петрушенко А.Н. Херсон 2007 Общие сведения Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) предназначен для преобразования числа, определенного, как правило, в виде двоичного кода, в напряжение или ток, пропорциональные значению цифрового кода. Схемотехника цифро-аналоговых преобразователей весьма разнообразна.
1 представлена классификационная схема ЦАП по схемотехническим признакам. Кроме этого, ИМС цифро-аналоговых преобразователей классифицируются по следующим признакам: - По виду выходного сигнала: с токовым выходом и выходом в виде напряжения - По типу цифрового интерфейса: с последовательным вводом и с параллельным вводом входного кода - По числу ЦАП на кристалле: одноканальные и многоканальные - По быстродействию: умеренного и высокого быстродействия Интерфейсы цифро-аналоговых преобразователей Важную часть цифро-аналогового преобразователя составляет цифровой интерфейс, т.е. Схемы, обеспечивающие связь управляющих входов ключей с источниками цифровых сигналов. Структура цифрового интерфейса определяет способ подключения ЦАП к источнику входного кода, например, микропроцессору или микроконтроллеру.
Свойства цифрового интерфейса непосредственно влияют и на форму кривой сигнала на выходе ЦАП. Так, неодновременность поступления битов входного слова на управляющие входы ключей преобразователя приводит к появлению узких выбросов, 'иголок', в выходном сигнале при смене кода. При управлении ЦАП от цифровых устройств с жесткой логикой управляющие входы ключей ЦАП могут быть непосредственно подключены к выходам цифровых устройств, поэтому во многих моделях ИМС ЦАП, особенно ранних (572ПА1, 594ПА1, 1108ПА1, AD565А и др.), сколь-нибудь существенная цифровая часть отсутствует. Если же ЦАП входит в состав микропроцессорной системы и получает входной код от шины данных, то он должен быть снабжен устройствами, позволяющими принимать входное слово от шины данных, коммутировать в соответствии с этим словом ключи ЦАП и хранить его до получения другого слова. Для управления процессом загрузки входного слова ЦАП должен иметь соответствующие управляющие входы и схему управления. В зависимости от способа загрузки входного слова в ЦАП различают преобразователи с последовательным и параллельным интерфейсами входных данных.
ЦАП с последовательным интерфейсом входных данных Такой преобразователь содержит на кристалле помимо собственно ЦАП дополнительно также последовательный регистр загрузки, параллельный регистр хранения и управляющую логику (рис. Чаще всего используется трехпроводный интерфейс, который обеспечивает управление ЦА-преобразователем от SPI, QSPI, MICROWIRE интерфейсов процессоров. При активном уровне сигнала CS (в данном случае - нулевом) входное слово длины N (равной разрядности ЦАП) загружается по линии DI в регистр сдвига под управлением тактовой последовательности CLK. После окончания загрузки, выставив активный уровень на линию LD, входное слово записывают в регистр хранения, выходы которого непосредственно управляют ключами ЦАП. Для того, чтобы иметь возможность передавать по одной линии данных входные коды в несколько ЦАП, последний разряд регистра сдвига у многих моделей ЦАП с последовательным интерфейсом соединяется с выводом ИМС DO. Этот вывод подключается ко входу DI следующего ЦАП и т.д. Коды входных слов передаются, начиная с кода самого последнего преобразователя в этой цепочке.
Далее действия выполняются как при «ОПЛАТЕ ТОВАРА». ОТМЕНА ПОСЛЕДНЕЙ ОПЕРАЦИИ Для выбора операции ОТМЕНА ПОСЛЕДНЕЙ ОПЕРАЦИИ после выбора меню 1, нажмите 9. На экране появится приглашение: КАССИРА >> Введите карту кассира в магнитный ридер. После успешного чтения карты кассира, появится: КОРРЕКЦИЯ ВОЗВРАТА или КОРРЕКЦИЯ ПОКУПКИ После введения карты покупателя, необходимо клавишей «ENTER» подтвердить правильность, считанной информации. После подтверждения появится приглашение: КОРРЕКЦИЯ ВОЗВРАТА ВВЕДИТЕ N ЧЕКА: или КОРРЕКЦИЯ ПОКУПКИ ВВЕДИТЕ N ЧЕКА: 8 8 9 После ввода номера чека, появится приглашение: КОРРЕКЦИЯ ПОКУПКИ СТАРАЯ СУММА: 0.00 РУБ Или КОРРЕКЦИЯ ВОЗВРАТА СТАРАЯ СУММА: 0.00 РУБ После ввода суммы, относящейся к предыдущей операции, появиться приглашение: КОРРЕКЦИЯ ПОКУПКИ ВВЕДИТЕ СУММУ: 0.00 РУБ Или КОРРЕКЦИЯ ВОЗВРАТА ВВЕДИТЕ СУММУ: 0.00 РУБ На этом этапе необходимо ввести новую сумму операции. Терминал pax s90 инструкция.
В качестве примера на рис. 13б представлена временнaя диаграмма, отражающая процесс загрузки входного слова в ЦАП AD7233.
Минимально допустимые значения интервалов времени (порядка 50 нс), обозначенных на временных диаграммах, указываются в технической документации на ИМС. 14 приведен вариант схемы подключения преобразователя с последовательным интерфейсом к микроконтроллеру (МК).
На время загрузки входного слова в ЦАП через последовательный порт микроконтроллера, к которому могут быть также подключены и другие приемники, на вход CS (выбор кристалла) подается активный уровень с одной из линий ввода-вывода МК. После окончания загрузки МК меняет уровень на входе CS, как это показано на рис. 8.13б, и, выставив активный уровень на входе LD ЦАП, обеспечивает пересылку входного кода из регистра сдвига ЦАП в регистр хранения. Время загрузки зависит от тактовой частоты МК и обычно составляет единицы микросекунд.
В случае, если колебания выходного сигнала ЦАП во время загрузки допустимы, вход LD можно соединить с общей точкой схемы. Минимальное количество линий связи с ЦАП обеспечивается двухпроводным интерфейсом I2C. Этим интерфейсом оснащаются некоторые последние модели ЦАП, например, AD5301.
Адресация конкретного устройства осуществляется по линии данных. ЦАП с параллельным интерфейсом входных данных Чаще используются два варианта. В первом варианте на N входов данных N-разрядного ЦАП подается все входное слово целиком. Интерфейс такого ЦАП включает два регистра хранения и схему управления (рис. Два регистра хранения нужны, если пересылка входного кода в ЦАП и установка выходного аналогового сигнала, соответствующего этому коду, должны быть разделены во времени. Подача на вход асинхронного сброса CLR сигнал низкого уровня приводит к обнулению первого регистра и, соответственно выходного напряжения ЦАП. Пример блок-схемы подключения 12-ти разрядного ЦАП МАХ507 к 16-ти разрядному микропроцессору (МП) приведен на рис.
Процессор посылает входной код в ЦАП как в ячейку памяти данных. Вначале с шины адрес/данные поступает адрес ЦАП, который фиксируется регистром по команде с выхода ALE микропроцессора и, после дешифрации, активизирует вход CS ЦАП.
Вслед за этим МП подает на шину адрес/данные входной код ЦАП и затем сигнал записи на вход WR (см. Для подключения многоразрядных ЦАП к восьмиразрядным микропроцессорам и микроконтроллерам используется второй вариант параллельного интерфейса.
Он предусматривает наличие двух параллельных загрузочных регистров для приема младшего байта входного слова МБ и старшего байта - СБ (рис. Пересылка байтов входного слова в загрузочные регистры может происходить в любой последовательности.
Параметры ЦАП При последовательном возрастании значений входного цифрового сигнала D(t) от 0 до 2N-1 через единицу младшего разряда (ЕМР) выходной сигнал U вых(t) образует ступенчатую кривую. Такую зависимость называют обычно характеристикой преобразования ЦАП. В отсутствие аппаратных погрешностей средние точки ступенек расположены на идеальной прямой 1 (рис. 22), которой соответствует идеальная характеристика преобразования. Реальная характеристика преобразования может существенно отличаться от идеальной размерами и формой ступенек, а также расположением на плоскости координат. Для количественного описания этих различий существует целый ряд параметров. Статические параметры Разрешающая способность - приращение Uвых при преобразовании смежных значений Dj, т.е.
Отличающихся на ЕМР. Это приращение является шагом квантования. Для двоичных кодов преобразования номинальное значение шага квантования h=U пш/(2N-1), где U пш - номинальное максимальное выходное напряжение ЦАП (напряжение полной шкалы), N - разрядность ЦАП. Чем больше разрядность преобразователя, тем выше его разрешающая способность. Погрешность полной шкалы - относительная разность между реальным и идеальным значениями предела шкалы преобразования при отсутствии смещения нуля.
Является мультипликативной составляющей полной погрешности. Иногда указывается соответствующим числом ЕМР.
Погрешность смещения нуля - значение Uвых, когда входной код ЦАП равен нулю. Является аддитивной составляющей полной погрешности. Обычно указывается в милливольтах или в процентах от полной шкалы: Нелинейность - максимальное отклонение реальной характеристики преобразования U вых(D) от оптимальной (линия 2 на рис. Оптимальная характеристика находится эмпирически так, чтобы минимизировать значение погрешности нелинейности. Нелинейность обычно определяется в относительных единицах, но в справочных данных приводится также и в ЕМР.
Для характеристики, приведенной на рис. Дифференциальная нелинейность - максимальное изменение (с учетом знака) отклонения реальной характеристики преобразования Uвых(D) от оптимальной при переходе от одного значения входного кода к другому смежному значению.
Обычно определяется в относительных единицах или в ЕМР. Для характеристики, приведенной на рис.
22, Монотонность характеристики преобразования - возрастание (уменьшение) выходного напряжения ЦАП Uвых при возрастании (уменьшении) входного кода D. Если дифференциальная нелинейность больше относительного шага квантования h/Uпш, то характеристика преобразователя немонотонна. Воронкова программа 1 4 класс. Температурная нестабильность ЦА-преобразователя характеризуется температурными коэффициентами погрешности полной шкалы и погрешности смещения нуля. Погрешности полной шкалы и смещения нуля могут быть устранены калибровкой (подстройкой). Погрешности нелинейности простыми средствами устранить нельзя. Динамические параметры Динамические параметры ЦАП определяются по изменению выходного сигнала при скачкообразном изменении входного кода, обычно от величины 'все нули' до 'все единицы' (рис.
Время установления - интервал времени от момента изменения входного кода (на рис. 23 t=0) до момента, когда в последний раз выполняется равенство U вых- U пш = d /2, Скорость нарастания - максимальная скорость изменения Uвых(t) во время переходного процесса. Определяется как отношение приращения DUвых ко времени t, за которое произошло это приращение. Обычно указывается в технических характеристиках ЦАП с выходным сигналом в виде напряжения. У ЦАП с токовым выходом этот параметр в большой степени зависит от типа выходного ОУ. Для перемножающих ЦАП с выходом в виде напряжения часто указываются частота единичного усиления и мощностная полоса пропускания, которые в основном определяются свойствами выходного усилителя.
Цифро-аналоговые Преобразователи Реферат
Шумы ЦАП Шум на выходе ЦАП может появляться по различным причинам, вызываемым физическими процессами, происходящими в полупроводниковых устройствах. Для оценки качества ЦАП с высокой разрешающей способностью принято использовать понятие среднеквадратического значения шума.
Аналого Цифровые И Цифро Аналоговые Преобразователи Реферат
Измеряются обычно в нВ/(Гц) 1/2 в заданной полосе частот. Выбросы (импульсные помехи) - крутые короткие всплески или провалы в выходном напряжении, возникающие во время смены значений выходного кода за счет несинхронности размыкания и замыкания аналоговых ключей в разных разрядах ЦАП. Например, если при переходе от значения кода 011.111 к значению 100.000 ключ самого старшего разряда ЦА-преобразователя с суммированием весовых токов откроется позже, чем закроются ключи младших разрядов, то на выходе ЦАП некоторое время будет существовать сигнал, соответствующий коду 000.000.
Выбросы характерны для быстродействующих ЦАП, где сведены к минимуму емкости, которые могли бы их сгладить. Радикальным способом подавления выбросов является использование устройств выборки-хранения. Выбросы оцениваются по их площади (в пВ.с).