Фильтр

Обратите внимание:

Минимальная сумма заказа: 500 грн
Количество деталей SMD: кратно 100 шт

Цифро-аналоговые преобразователи, ЦАП

Купить цифро-аналоговые преобразователи ЦАП в Украине

Цифро-аналоговый преобразователь, также известный как цифро-аналоговый преобразователь или сокращенно ЦАП, представляет собой устройство, которое преобразует цифровые величины в аналоговые. Цифро-аналоговый преобразователь в основном состоит из 4 частей, а именно цепи весовых резисторов, операционного усилителя, источника опорного напряжения и аналогового переключателя. Цифро-аналоговый преобразователь обычно используется в аналого-цифровом преобразователе.

Концепция ЦАП (цифро-аналогового преобразователя)

 Преобразователь, который преобразует дискретные сигналы в виде двоичных цифровых величин в аналоговые величины на основе стандартных величин (или эталонных величин), называемый ЦАП.

Самый распространенный цифро-аналоговый преобразователь преобразует параллельные двоичные цифровые величины в постоянное напряжение или постоянный ток. Он часто используется в качестве выходного канала компьютерной системы управления технологическим процессом и подключается к исполнительному механизму для реализации автоматического управления производственным процессом. Цепи цифро-аналогового преобразователя также используются при проектировании аналого-цифровых преобразователей с использованием технологии обратной связи.

Состав и характеристики ЦАП

ЦАП в основном состоит из цифровых регистров, аналоговых электронных переключателей, позиционной сети питания, суммирующего операционного усилителя и источника опорного напряжения (или источника постоянного тока). Используйте цифры цифровой величины, хранящейся в цифровом регистре, для управления аналоговыми электронными переключателями соответствующих цифр, чтобы цифра с цифрой 1 генерировала текущее значение, пропорциональное ее весу позиции в сети весов позиции, а затем операционный усилитель контролирует каждое значение тока Sum и преобразует его в значение напряжения.

В зависимости от разницы в битовой сети могут быть сформированы ЦАП различных типов, такие как ЦАП с цепью взвешенного сопротивления, ЦАП с перевернутым Т-образным сопротивлением R-2R и ЦАП с однозначным током. Точность преобразования ЦАП цепи взвешенного сопротивления зависит от опорного напряжения VREF, а также от точности аналогового электронного переключателя, операционного усилителя и значения каждого взвешенного сопротивления. Его недостаток заключается в том, что значение сопротивления каждого весового резистора различается. Когда количество разрядов велико, значение сопротивления сильно различается, что создает большие трудности для обеспечения точности, особенно при производстве интегральных схем. Поэтому интегрированный ЦАП .Эта схема редко используется отдельно.

Он состоит из нескольких идентичных сетевых секций R и 2R, и каждая секция соответствует входному биту. Узлы соединены последовательно, образуя перевернутую Т-образную сеть. ЦАП с перевернутым Т-образным сопротивлением R-2R - это своего рода более высокая скорость работы и больше приложений. По сравнению с сетью взвешенных сопротивлений, поскольку она имеет только два значения сопротивления R и 2R, она преодолевает недостатки большого значения сопротивления веса сопротивления и большой разницы в сопротивлении.

ЦАП токового типа переключает источник постоянного тока на сеть резисторов. Источник постоянного тока имеет большое внутреннее сопротивление, которое эквивалентно разомкнутой цепи. Поэтому вместе с электронным переключателем влияние на точность его преобразования относительно невелико. Схема переключателя ECL с насыщением позволяет этому ЦАП достигать высокоскоростного преобразования и высокой точности преобразования [1].

Представление ЦАП

Основные характеристики цифро-аналогового преобразователя включают следующие аспекты:

  • Разрешение

Относится к отношению минимального выходного напряжения (соответствующая входная цифровая величина имеет только младший значащий бит как «1») и максимального выходного напряжения (соответствующая входная цифровая величина имеет все действительные цифры как «1»). Например, N-битный цифро-аналоговый преобразователь имеет разрешение 1 / (2 ^ N-1). На практике метод выражения размера разрешения также выражается количеством цифр входной цифровой величины.

  • Линейность

Величина нелинейной ошибки представляет линейность цифро-аналогового преобразования. А процент отношения отклонения идеальных характеристик входа и выхода к полноразмерному выходу определяется как нелинейная ошибка.

  • Точность преобразования

Точность преобразования цифро-аналогового преобразователя зависит от структуры интегральной микросхемы цифро-аналогового преобразователя и конфигурации схемы интерфейса. Если вы не учитываете другие ошибки цифро-аналогового преобразования, точность цифро-аналогового преобразования - это разрешение. Поэтому для получения высокоточного результата цифро-аналогового преобразования необходимо сначала убедиться, что цифро-аналоговый преобразователь с достаточным разрешением выбрано. В то же время точность цифро-аналогового преобразования также связана с конфигурацией внешней схемы. Когда ошибка устройства внешней цепи или источника питания велика, это вызовет большую ошибку цифро-аналогового преобразования. Когда эти ошибки превышают на определенном уровне произойдет цифро-аналоговое преобразование.

В процессе цифро-аналогового преобразования основными факторами, влияющими на точность преобразования, являются ошибка смещения, ошибка усиления, нелинейная ошибка и дифференциальная нелинейная ошибка.

  • Скорость конвертации

Скорость преобразования обычно определяется временем настройки. С момента изменения входного сигнала со всех нулей на все единицы до тех пор, пока выходное напряжение не стабилизируется в пределах диапазона FSR ± ½LSB (или диапазона, указанного в FSR ± x% FSR), этот период времени называется временем настройки, т.е. максимальное время отклика ЦАП, поэтому используйте его для измерения скорости преобразования .

  • Температурный коэффициент ЦАП

В условиях полной шкалы для каждого повышения температуры на 1 ° C процент изменения выходной мощности определяется как температурный коэффициент.

  • Коэффициент отклонения источника питания

Для высококачественных цифро-аналоговых преобразователей изменение напряжения источника питания, используемого схемой переключения и операционным усилителем, минимально влияет на выходное напряжение. Обычно отношение процента изменения напряжения полной шкалы к проценту изменения напряжения источника питания называется коэффициентом отклонения источника питания.

  • Диапазон рабочих температур

Как правило, основными условиями окружающей среды и рабочими условиями, влияющими на точность цифро-аналогового преобразования, являются изменения температуры и напряжения источника питания. Поскольку рабочая температура будет влиять на цепь взвешенных сопротивлений операционного усилителя, номинальная точность может быть гарантирована только в определенном рабочем диапазоне.

Диапазон рабочих температур лучшего цифро-аналогового преобразователя составляет от -40 ° C до 85 ° C, а диапазон рабочих температур плохого цифро-аналогового преобразователя составляет от 0 ° C до 70 ° C. Большинство устройств имеют статические и динамические индикаторы.

Измеренное при рабочей температуре 25 ° C влияние рабочей температуры на различные показатели точности описывается температурными коэффициентами, такими как температурный коэффициент смещения, температурный коэффициент усиления, температурный коэффициент дифференциальной линейной погрешности и т. Д.

  • Ошибка смещения

Ошибка смещения (или ошибка нулевой точки) определяется как отклонение между аналоговым выходным значением и идеальным выходным значением, когда на цифровом входе все коды 0. Для униполярного цифро-аналогового преобразования идеальным значением аналогового выхода является точка нуля вольт. Для биполярного цифро-аналогового преобразования идеальное значение - отрицательная полная шкала. Величина отклонения обычно выражается количеством частей младшего разряда или процентом отклонения относительно полной шкалы.

  • Ошибка прироста

Наклон кривой входной и выходной передаточной характеристики цифро-аналогового преобразователя называется коэффициентом усиления или масштабным коэффициентом цифро-аналогового преобразования, а отклонение между фактическим преобразованным коэффициентом усиления и идеальным коэффициентом усиления называется ошибкой усиления (или ошибкой шкалы). Ошибка усиления использует полный код после устранения ошибки смещения.

Отклонение между выходным значением и идеальным выходным значением (полная шкала) при выражении входных данных, обычно выражается количеством младших разрядов или процентом значения отклонения относительно полной шкалы.

  • Нелинейная ошибка

Нелинейная погрешность цифро-аналогового преобразователя определяется как максимальное отклонение между фактической характеристической кривой преобразования и идеальной характеристической кривой и измеряется как процент отклонения относительно полной шкалы. В конструкции схемы преобразователя обычно требуется, чтобы нелинейная погрешность не превышала ± 1 / 2LSB.