1. Аналогово-цифрові перетворювачі

2. Цифрово-аналогові перетворювачі Ключові терміни та поняття:

перетворювач інформації, аналого-цифровий перетворювач, цифро-аналоговий перетворювач, біт, байт, двікове слово, розряд, система числення, квантування, матриця опорів, опорна напруга.

Широке використання мікропроцесорної та комп'ютерної техніки в системах автоматичного керування та управління технологічними процесами вимагає наявності пристроїв перетворення інформації. Сигнали керування формуються відповідними аналоговими рівнями напруг, а оброблення інформації здійснюється в цифровій формі у двійковій системі числення.

Одиниця цифрової інформації — один біт — це однорозрядне двійкове число, яке приймає значення 1 (наявність інформації) або 0 (відсутність інформації). Сукупність бітів складає слово, яке й обробляється цифровим пристроєм. Довжина слова даних є фіксована й характеризується розрядністю, що визичається кількістю біт у слові. Типовими є слова довжиною 4, 8, 12 і 16 розрядів. Восьмибітове слово називають байтом.

Наприклад, структура 16-бітового двійкового слова має такий вигляд, як це показано на рис. 79:

Рис. 79. Формування двійкового слова Подання числа в різних системах числення

Поділ слова на байти дає змогу подану двійковим словом інформацію записати в іншій системі числення, наприклад, шістнадцятко-вій. Запис числа у різних системах подано у табл. 6.

Десяткове число	Двійкове число	Шістнадця-ткове число	Десяткове число	Двійкове число	Шістнадцят-кове число
0	0000	0	8	1000	8
1	0001	1	9	1001	9
2	0010	2	10	1010	А
3	0011	3	11	1011	В
4	0100	4	12	1100	С
5	0101	5	13	1101	D
6	0110	6	14	1110	Е
7	0111	7	15	1111	F

Саме тому, на практиці виділяють два типи основних перетворювачів інформації — аналого-цифрові перетворювачі (АЦП) і цифрово-аналогові перетворювачі (ЦАП).

14.1. Аналогово-цифрові перетворювачі

АЦП реалізують за різними принципами роботи. Основним моментом є квантування сигналу, тобто представлення аналогової величини через її

Рис. 80. Представлення аналогового сигналу його дискретними значеннями

дискретні значення (рис. 80), а потім запис в двійковій системі числення. Для більшої адекватності квантування час дискретизації вибирають найменшим.

Найпоширеніший АЦП, функційна схема якого містить компаратор, цифровий автомат (ЦА) і мікросхему ЦАП, зображено на рис. 81.

Під час запуску схеми ЦА виробляє послідовність цифр у двійковому коді, які подаються на вхід ЦАП, вихідний сигнал якого змінюється відповідно. Значення цього сигналу порівнюється компаратором із аналоговим сигналом u_вх, який подається на другий вхід компаратора. Якщо ці напруги однакові, компаратор видає сигнал на зупинку ЦА, на виході якого й фіксується значення вхідного сигналу в двійковому коді запису.

Рис.81. Функційна схема АЦП