Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Electronica.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
35 Мб
Скачать
☆

Глава 10. Цифровая обработка сигналов

отрезок времени напряжение y(i) поступает на схемы сравнения и по-

сле преобразования в виде логических уровней — на вход шифратора

АЦП. Синхросигнал на шифратор подается после того, как на входах

шифратора устанавливается соответствующая комбинация логических

уровней.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) - - это устройство,

преобразующее последовательность входных кодов в соответствую-

щий непрерывный выходной сигнал. Большинство ЦАП строятся с

использованием цепочки R-2R. Электрическая схема цепочки приве-

дена на рис. 3.

tfab

R

m

\2R

R

2R

\R

2R

Рис. 3

На входе цепочки подключается источник опорного напряжения.

Несложный анализ схемы показывает, что напряжения в узлах цепоч-

ки а, Ь, ..., m отличаются друг от друга в два раза. Например, напря-

жение в точке а равно Ео/2, так как сопротивление всех элементов це-

почки, включенных между этим узлом и корпусом, равно R.

Учитывая, что сопротивление между узлом а и клеммой опорного ис-

точника тоже равно R, получим резистивный делитель напряжения в

два раза. Аналогично доказывается, что напряжение в точке b равно

Ед/4 и т. д. Чем дальше от источника расположены узлы в цепочке,

тем меньше напряжение на них.

R

R

R

R

Рис. 4

Электрическая схема ЦАП, содержащая цепочку R-2R, приведена

на рис. 4. Входное двоичное слово, имеющее р разрядов, управляет

работой электронных ключей Kh i = 0,1, 2, ...,р- 1, схемы. Если в г-м


10.2. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи

разряде входного слова установлена логическая единица, то Kt= \ и

соответствующее напряжение с цепочки R-2R с помощью электронно-

го ключа подается на вход ОУ. Так как величина коэффициента уси-

ления ОУ определяется отношением сопротивлений резисторов,

включенных в цепи обратной связи и на входе схемы, а эти сопротив-

ления одинаковы, то коэффициент передачи инвертирующего усили-

теля относительно напряжений в точках а, Ь, ..., m равен 1. Следова-

тельно, с помощью операционного усилителя осуществляется

суммирование тех напряжений в узлах цепочки R-2R, которые под-

ключены к ОУ через электронные ключи. Учитывая, что наименьшее

напряжение в точке m цепочки R-2R соответствует шагу квантования

сигнала, напряжение на выходе ЦАП записываем в виде:

где коэффициенты электронных ключей А) € {О, 1 }, а А — шаг кванто-

вания, равный EfJ2p.

На рис. 5 приведен сигнал на выходе трехразрядного ЦАП. На

вход ЦАП последовательно подаются следующие коды: 000, 001, 01 1,

010, 101, 001, 000. Выходное напряжение ЦАП имеет ступенчатый

Рис. 5

вид. Для уменьшения ступенек на выходе ЦАП обычно устанавлива-

ют фильтр низких частот.

Для высокоточной цифровой обработки сигналов в измерительной

технике используются АЦП с большим числом уровней квантования.

Такие АЦП трудно изготовить, используя параллельную схему, так

как потребуется очень большое число компараторов. Например, для

десятиразрядного АЦП потребуется более 1000 компараторов. В этом

случае используются АЦП, выполненные по схеме поразрядного урав-

новешивания (рис. 6). Входной сигнал в этой схеме подается на неин-

вертирующий вход компаратора К. На другой вход компаратора, для

сравнения, подается опорный сигнал с ЦАП.


Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]