ЦАП с суммированием весовых токов

Цифроаналоговые преобразователи

Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) предназначены для преобразования цифровых сигналов в аналоговые.

Такое преобразование необходимо, например, при восстановлении аналогового сигнала, предварительно преобразованного в цифровой для передачи на большое расстояние или хранения (таким сигналом, в частности, может быть звук). Другой пример использования такого пре­образования — получение управляющего сигнала при циф­ровом управлении устройствами, режим работы которых определяется непосредственно аналоговым сигналом (что, в частности, имеет место при управлении двигателями).

Существу­ют различные принципы построения АЦП. Рассмотрим наиболее используемые из них.

ЦАП с суммированием весовых токов

Рис. 1. ЦАП с суммированием весовых токов.

По существу этот ЦАП — инвертирующий усилитель на основе операционного усилителя.

Ключ S5 замкнут только тогда, когда разомкнуты все ключи S1...S4 (при этом и_вых= 0). U_o — опорное напряже­ние. Каждый резистор во входной цепи соответствует оп­ределенному разряду двоичного числа.

Если замкнут один ключ S1, то , что соответствует единице в первом и нулям в остальных разрядах.

Модуль выходного напря­жения пропорционален числу, двоичный код которого определяется состоянием ключей S1…S4. Токи суммируются в точке «а», причем токи различных ключей различны (имеют разный «вес»). Это и определя­ет название схемы.

Из вышеизложенного следует, что

,

т.е. .

где S, (i - 1, 2, 3, 4 ) принимает значение I, если соответ­ствующий ключ замкнут, и 0, если ключ разомкнут.

Состояние ключей определяется входным преобразуе­мым кодом.

Схема проста, но имеет недостатки: значитель­ные изменения напряжения на ключах и использование ре­зисторов с сильно отличающимися сопротивлениями. Требуемую точность этих сопротивлений обеспечить за­труднительно.