- •Введение
- •1. Полупроодниковые приборы
- •1.1. Полупроводниковые диоды
- •1.1.1. Выпрямительные плоскостные диоды
- •1.1.2 Кремниевый стабилитрон
- •1.1.3. Светодиод
- •1 .1.4. Туннельный диод
- •1.1.7. Тиристоры
- •1.1.5. Диоды Шоттки
- •1.1.6. Импульсные диоды
- •1.1.8. Динисторы
- •Контрольные вопросы
- •1.2. Биполярный транзистор
- •1.2.1. Схемы включения транзисторов
- •1.2.2. Статические характеристики транзисторов
- •1.2.3. Динамический режим работы транзисторов
- •1.2.4. Типы и параметры транзисторов
- •Контрольные вопросы
- •1.3. Полевой транзистор
- •1.3. 1 Полевой транзистор с затвором в виде p-n-перехода
- •1.3.2 Полевые транзисторы с изолированным затвором или мдп -транзисторы
- •1.3.3. Сравнение полевых и биполярных транзисторов
- •Контрольные вопросы
- •1.4. Оптоэлектронные приборы
- •1.4.1. Фоторезисторы
- •1.4.2. Фотодиоды (фд)
- •1.4.3 Фототранзисторы
- •1.4.4. Фототиристоры
- •1.4.5. Светоизлучающие диоды (сид)
- •1.4.6. Оптроны
- •Контрольные вопросы
- •2. Физические основы интегральной микроэлектроники
- •Контрольные вопросы
- •3. Маломощные электронные источники питания
- •3.1 Однофазные электронные выпрямители
- •3.1.1 Однополупериодный выпрямитель
- •3.1.2 Двухполупериодные выпрямители с выводом средней точки
- •3.1.3 Мостовой выпрямитель
- •3.2 Сглаживающие фильтры
- •3.2.1 Емкостной фильтр
- •3.2.2 Индуктивный фильтр
- •3.2.4. Внешняя характеристика выпрямителя
- •3.3 Стабилизаторы постоянного напряжения
- •3.3.1 Параметрический стабилизатор напряжения
- •3.3.2 Непрерывный компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока
- •Контрольные вопросы
- •4. Электронные усилители
- •4.1 Основные характеристики усилителей
- •4.2. Усилитель напряжения низкой частоты
- •4.3 Обратные связи в усилителях.
- •4.4. Усилительный каскад с общим коллектором.
- •4.5 Усилитель напряжения на полевом транзисторе
- •4..6 Избирательный усилитель
- •4.7. Усилители мощности звуковой частоты. Классы усиления
- •4.8 Однотактный усилитель мощности
- •4.9. Двухтактный усилитель мощности
- •4.10. Усилители постоянного тока
- •4.11 Операционный усилитель
- •4.12 Операционные схемы
- •Контрольные вопросы
- •5.Генераторные устрйства
- •5.1 Условия самовозбуждения генератора
- •5.4 Стабилизация частоты
- •Контрольные вопросы
- •6. Импульсные устройства
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Транзистор в режиме ключа
- •6.3 Мультивибратор
- •6.4 Компаратор
- •Контрольные вопросы
- •7. Логические и цифровые устройства
- •7.1 Общие сведения
- •7.2 Классификация логических имс по выполняемым функциям
- •7.3 Основные параметры логических имс
- •7.4 Классификация логических имс по типу транзисторов, на основе которых они построены
- •7.5 Интегральные триггеры
- •Информация на выходе триггера меняет свое значение на противоположное при каждом перепаде напряжения на входе. Таблица истинности представлена в табл. 7.3.
- •Контрольные вопросы
- •8. Микроэлектронные цифроые узлы и устройста
- •8.1 Комбинационные устройства. Дешифратор (декодер)
- •8.2 Регистры
- •Временные диаграммы в) регистра сдвига
- •8.3 Счетчики
- •8. 4 Цифро–аналоговые и аналого–цифровые преобразователи
- •8.4.1 Цифро – аналоговые преобразователи
- •8.4.2 Аналого–цифровые преобразователи
- •8.5. Микропроцессоры
- •Сферы применения микропроцессорных систем
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Содержание
8. 4 Цифро–аналоговые и аналого–цифровые преобразователи
В связи с широким внедрением цифровых вычислительных средств практически во все отрасли науки и техники стала актуальной задача связи микропроцессоров и мини-ЭВМ с различными технологическими устройствами. Обычно информацию о протекании технологических процессов получают с помощью первичных датчиков в аналоговой форме в виде уровней напряжения. Для оценки протекания процесса с помощью ЭВМ аналоговая информация должна быть преобразована в цифровую. Эту задачу выполняет аналого–цифровой преобразователь – АЦП.
Цифровой сигнал, выдаваемый ЭВМ для воздействия на исполнительный механизм, должен быть сначала преобразован в аналоговый. Эту задачу выполняет цифро–аналоговый преобразователь – ЦАП.
Самое краткое перечисление областей применения ЦАП и АЦП включает в себя цифровую видеоаппаратуру, управление технологическими процессами в промышленности, приборы для физических исследований, измерительные системы, системы распределения и отображения данных, цифровые системы передачи информационных сигналов и т. д. Короче, вся современная научная и техническая аппаратура нуждается в ЦАП и АЦП.
ЦАП и АЦП характеризуются погрешностью, быстродействием и динамическим диапазоном.
Погрешность определяется главным образом разрешающей способностью, которая зависит от числа N входного кода ЦАП или выходного кода АЦП.
ЦАП, преобразующий N – разрядный двоичный код, должен обеспечить 2N значений выходного сигнала с разрешающей способностью (2N – 1)–1. Например, при числе разрядов 12 количество независимых квантов (ступенек) выходного напряжения составит (212 – 1). Таким образом, каждая ступенька отличается от соседней на 0,0245% от значения шкалы.
Быстродействие ЦАП и АЦП определяется временем преобразования, зависит от назначения устройства и бывает от долей мкс до 100мкс.
Динамический диапазон – это допустимый диапазон изменения входного напряжения для АЦП и выходного для ЦАП.
8.4.1 Цифро – аналоговые преобразователи
На рис. 8.4 изображены: а – структурная схема, б – условное обозначение, в – диаграмма, поясняющая работу ЦАП.
Принцип действия заключается в следующем: если замкнут ключ 20 (входной код 0001), выходное напряжение ОУ, т. е. ЦАПа, будет Uвых=–Uоп Rо/ R1. При входном коде 0010 (замкнут ключ 21) выходное напряжение будет Uвых=–Uоп 2Rо/ R1 и т. д.. Таким образом, каждому значению входного кода будет соответствовать новое напряжение Uвых ЦАП , которое изменяется в зависимости от параметров резистивной матрицы, управляемой входным кодом, т. е. Uвых= f (код).
В состав ЦАП входят (см. рис. 8.4):
1. резистивная матрица;
2. набор токовых ключей, реализующих код;
2. источник опорного напряжения;
3. усилитель
Рис. 8.4 Структурная схема, условное обозначение и временная диаграмма ЦАП.
Матрица резисторов (рис. 8.4 ) обладает рядом недостатков: малая разрядность, сложно точно изготовить различные по номиналам резисторы.
На рис. 8.5 показан ЦАП с матрицей R–2R, которая состоит из резисторов всего двух номиналов и представляет для источника Uоп постоянное сопротивление R.
Обычно резистор цепи обратной связи ОУ входит в блок резистивной матрицы кода и выбирается равным R.
Тогда выходное напряжение ЦАП будет
Uвых=– Uоп(1–2 N),
где N – разрядность ЦАП.
Рис.8.5 Структурная схема ЦАП с матрицей R – 2R.
