Основное уравнение для ЦАП и АЦП

На практике часто встаёт задача определения выходного кода АЦП по известному преобразуемому напряжению или обратная задача: определение преобразуемого напряжения по известному выходному коду и другие подобные задачи. Аналогичные задачи могут возникать и для ЦАП. Для решения подобных задач используются следующие соображения.

Зная опорное напряжение и разрядность ЦАП или АЦП, всегда можно рассчитать абсолютное значение шага квантования:

h= U_REF /2 ^b.

Очевидно, что если для АЦП преобразуемое напряжение U_x разделить на величину шага квантования, то после округления получим значение числового кода N на выходе. То есть

N=U_x / h= (U_x / U_REF) ∙ 2 ^b.

Легко показать, что данное выражение справедливо и для ЦАП. Используя данное выражение, можно рассчитать требуемую величину по известным трём другим величинам ЦАП или АЦП. Чаще всего разрядность ЦАП или АЦП известны заранее, так же как и опорное напряжение.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ратхор, Т.С. Цифровые измерения. АЦП/ЦАП: учебник-монография / Т.С. Ратхор; пер. с англ. Ю.А. Заболотной; под ред.
Е.Л. Свинцова. – 2-е изд., доп. – М.: Техносфера, 2006. – 392 с.

2. Угрюмов, Е.П. Цифровая схемотехника: учебник / Е.П. Угрюмов. – С-Пб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2001. – 528 с.: ил.

ССЫЛКИ В ИНТЕРНЕТЕ

3. Промэлектроника [Электронный ресурс]: Справочная информация по АЦП. – Режим доступа:

http://www.promelec.ru/catalog_info/48/76/270/0/, свободный.

4. Промэлектроника [Электронный ресурс]: Справочная информация по ЦАП. – Режим доступа:

http://www.promelec.ru/catalog_info/48/76/272/0/, свободный.

5. Analog Devices, inc [Электронный ресурс]: Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. – Режим доступа:

http://analog.com.ru/pub_adc.htm/, свободный.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К РАЗДЕЛУ

1. Зачем нужны устройства сопряжения аналоговых и цифровых устройств?

2. В чем принципиальное отличие аналоговых сигналов от цифровых?

3. Приведите алгоритм аналого-цифрового преобразования.

4. Можно ли период дискретизации изменять по синусоидаль-ному закону? Ответ поясните.

5. Можно ли нумеровать уровни квантования при аналого-цифровом преобразовании в порядке возрастания их величины числами в порядке убывания? Ответ поясните.

6. В какой момент происходит потеря информации при аналого-цифровом преобразовании?

7. Какова максимальная величина потери информации при дискретизации аналогового сигнала?

8. Что такое инструментальная погрешность при аналого-цифровом преобразовании?

9. Приведите алгоритм цифро-аналогового преобразования.

10. Можно ли нумеровать уровни квантования при цифро-аналоговом преобразовании в порядке возрастания их величины числами в порядке убывания? Ответ поясните.

11. В какой момент происходит потеря информации при цифро-аналоговом преобразовании?

12. Что характеризуют статические характеристики ЦАП и АЦП?

13. Что характеризуют динамические характеристики ЦАП и АЦП?

14. Если известны динамический диапазон сигнала и требуемая точность преобразования, как рассчитать разрядность АЦП?

15. Влияет ли напряжение смещения 0 в ЦАП на точность преобразования? Ответ поясните.

16. Перечислите все недостатки ЦАП с матрицей взвешенных резисторов.

17. Перечислите все достоинства ЦАП с матрицей R-2R.

18. Что нужно изменить в структурной схеме на рисунке 7, чтобы напряжение на выходе ЦАП изменялось от максимального к минимальному, а преобразование бы останавливалось в момент превышения величины U_вх наднапряжением на выходе ЦАП?

19. Чем нециклический режим работы АЦП последовательного счёта лучше циклического?

20. Почему АЦП последовательного приближения находит широкое применение при разработке ИС?

21. Перечислите достоинства и недостатки АЦП параллельного действия.

Дата добавления: 2015-08-10