Применение ЦАП, Обработка чисел, имеющих знак - Цифро-аналоговый преобразователь с параллельным интерфейсом
Схемы применения цифро-аналоговых преобразователей относятся не только к области преобразования код - аналог. Пользуясь их свойствами можно определять произведения двух или более сигналов, строить делители функций, аналоговые звенья, управляемые от микроконтроллеров, такие как аттенюаторы, интеграторы. Важной областью применения ЦАП являются также генераторы сигналов, в том числе сигналов произвольной формы. Ниже рассмотрены некоторые схемы обработки сигналов, включающие ЦА-преобразователи.
Обработка чисел, имеющих знак
До сих пор при описании цифро-аналоговых преобразователей входная цифровая информация представлялась в виде чисел натурального ряда (униполярных). Обработка целых чисел (биполярных) имеет определенные особенности. Обычно двоичные целые числа представляются с использованием дополнительного кода. Таким путем с помощью восьми разрядов можно представить числа в диапазоне от -128 до +127. При вводе чисел в ЦАП этот диапазон чисел сдвигают до 0...255 путем прибавления 128. Числа, большие 128, при этом считаются положительными, а числа, меньшие 128, - отрицательными. Среднее число 128 соответствует нулю. Такое представление чисел со знаком, называется смещенным кодом. Прибавление числа, составляющего половину полной шкалы данной разрядности (в нашем примере это 128), можно легко выполнить путем инверсии старшего (знакового) разряда. Соответствие рассмотренных кодов иллюстрируется табл. 1.
Таблица 1
Десятичный |
Дополнительный |
Смещенный |
Аналог I/IМакс |
|
|
|
|
Чтобы получить выходной сигнал с правильным знаком, необходимо осуществить обратный сдвиг путем вычитания тока или напряжения, составляющего половину шкалы преобразователя. Для различных типов ЦАП это можно сделать разными способами. Например, у ЦАП на источниках тока, диапазон изменения опорного напряжения ограничен, причем выходное напряжение имеет полярность обратную полярности опорного напряжения. В этом случае биполярный режим наиболее просто реализуется включением дополнительного резистора смещения RСм между выходом ЦАП и входом опорного напряжения (рис. 4а). Резистор RСм изготавливается на кристалле ИМС. Его сопротивление выбрано таким, чтобы ток IСм составлял половину максимального значения выходного тока ЦАП.
Рис. 4.
В принципе, аналогично можно решить задачу смещения выходного тока и для ЦАП на МОП-ключах. Для этого нужно проинвертировать опорное напряжение, а затем сформировать из - Uоп ток смещения, который следует вычесть из выходного тока ЦАП. Однако для сохранения температурной стабильности лучше обеспечить формирование тока смещения непосредственно в ЦАП. Для этого в схему вводят второй операционный усилитель и второй выход ЦАП подключают ко входу этого ОУ (рис. 4б).
Второй выходной ток ЦАП, согласно,
(1) |
На входе ОУ1 ток I'Вых суммируется с током IМр, соответствующим единице младшего разряда входного кода. Суммарный ток инвертируется. Ток, протекающий через резистор обратной связи RОс ОУ2, составляет
(2) |
Или, с учетом
(3) |
При
(4) |
А при
(5) |
Это в случае N=8 с точностью до множителя 2 совпадает с данными табл. 1, с учетом того, что для преобразователя на МОП-ключах максимальный выходной ток
Если резисторы R2 хорошо согласованы по сопротивлению, то абсолютное изменение их величины при колебаниях температуры не влияет на выходное напряжение схемы.
У цифро-аналоговых преобразователей с выходным сигналом в виде напряжения, построенных на инверсной резистивной матрице (см. рис. 5), можно более просто реализовать биполярный режим (рис. 4в). Как правило, такие ЦАП содержат на кристалле выходной буферный усилитель. Для работы ЦАП в униполярном включении свободный вывод нижнего по схеме резистора R не подключают, либо подключают к общей точке схемы для удвоения выходного напряжения. Для работы в биполярном включении свободный вывод этого резистора соединяют со входом опорного напряжения ЦАП. ОУ в этом случае работает в дифференциальном включении и его выходное напряжение
(6) |
Похожие статьи
-
Перемножители и делители функций - Цифро-аналоговый преобразователь с параллельным интерфейсом
Как уже указывалось выше, ЦА-преобразователи на МОП-ключах, допускают изменение опорного напряжения в широких пределах, в том числе и смену полярности....
-
Аттенюаторы и интеграторы на ЦАП - Цифро-аналоговый преобразователь с параллельным интерфейсом
Аттенюаторы, т. е. регуляторы уровня сигнала, с цифровым управлением гораздо более надежны и долговечны, чем традиционные аттенюаторы на основе...
-
АЦП с параллельным интерфейсом выходных данных - Преобразователи напряжение-частота
АЦП с параллельным интерфейсом выходных данных . В простейших случаях, характерных для параллельных АЦП и преобразователей ранних моделей, интерфейс...
-
Параллельные ЦАП - цифро-аналоговые преобразователи
ЦАП с cуммированием весовых токов Большинство схем параллельных ЦАП основано на суммировании токов, сила каждого из которых пропорциональна весу...
-
Цифро-аналоговые преобразователи - Типы преобразователей
Задача заключается в преобразовании величины, которая задана двоичным (или многозначным двоично-десятичным) числом в пропорциональный уровень напряжения...
-
Большинство современного подвижного состава оборудовано системами регулирования с помощью реостатов. Во время разгона на каждый пуск расходуется энергия...
-
Основой ЦАП этого типа является матрица конденсаторов, емкости которых соотносятся как целые степени двух. Схема простого варианта такого преобразователя...
-
Рассмотрим пример 8-разрядного последовательно-параллельного АЦП, относящегося к типу многотактных (рис. 1). Здесь процесс преобразования разделен во...
-
Программируемый контроллер прерываний КР580ВИ59 позволяет свести до минимума аппаратные затраты на реализацию системы прерываний и обеспечивает широкое...
-
Устройство сравнения предназначено для определения знака входного сигнала, а также для сравнения сигнала с УВХ с сигналом, снимаемым с ЦАП, и выдачи...
-
Аналого-цифровые преобразователи - Типы преобразователей
Предварительные замечания об АЦП Кроме чисто "цифрового" сопряжения (ключи, лампы в т. п.), которое обсуждалось в нескольких предыдущих разделах, часто...
-
Преобразователь напряжения переменного тока в ток - Типы преобразователей
Этот преобразователь (рис.20, а) обычно применяют в качестве нормирующего для преобразования в унифицированный токовый сигнал выходного сигнала...
-
Электрические элементарные преобразователи - Типы преобразователей
Наиболее распространенные электрические элементарные преобразователи рассмотрены в данном разделе. Ими являются: реостат, неуравновешенный мост,...
-
Расчет числа разрядов АЦП. В результате равномерного квантования мгновенное значение непрерывной величины х представляют в виде конечного числа m...
-
АЦП с последовательным интерфейсом выходных данных - Преобразователи напряжение-частота
АЦП с последовательным интерфейсом выходных данных. В АЦП последовательного приближения, оснащенных простейшей цифровой частью, таких как 12-битный...
-
Схема восьмиразрядного преобразователя с суммированием напряжений, изготавливаемого в виде ИМС, приведена на рис. 5. Основу преобразователя составляет...
-
Преобразователь этого типа, называемый в литературе также АЦП с Поразрядным уравновешиванием , является наиболее распространенным вариантом...
-
Определение числа каскадов - Универсальный усилитель сигналов звуковой частоты
Расчет производится, исходя из требуемого усиления сигнала по напряжению. 1. Определяем номинальный сквозной коэффициент передачи: . (1.1) 2. Задаемся...
-
Описание ПУ Преобразователь уровней (ПУ) - специальная схема, преобразующая выходные сигналы цифровой ИС (интегральная схема) одного типа во входные...
-
В данной схеме используется импортный аналог регистра последовательных приближений К155ИР17 - микросхему фирмы AMD - АМ2504, которая работает на частоте...
-
Преобразователь электрического сопротивления термометра в ток - Типы преобразователей
Наиболее распространенные электрические элементарные преобразователи рассмотрены в данном разделе. Ими являются: реостат, неуравновешенный мост,...
-
Радиотехнические устройства на основе операционного усилителя. - Оcновы радиоэлектроники
Идеальный операционный усилитель При расчете схем с ОУ широко пользуются понятием об идеальном операционном усилителе, у которого: 1. Коэффициент...
-
Такой преобразователь содержит на кристалле помимо собственно ЦАП дополнительно также последовательный регистр загрузки, параллельный регистр хранения и...
-
Преобразователь силы в давление сжатого воздуха - Типы преобразователей
Такой преобразователь состоит из рычага 1, сопла с заслонкой 4, сильфона 6, а также пневматического усилителя мощности 5. Входным сигналом...
-
Преобразователь Э. Д. С. термопары в ток - Типы преобразователей
Для преобразования э. д. с. термопары в унифицированный токовый сигнал применяют нормирующий преобразователь. Преобразователь (рис. 18, а) состоит из...
-
Определяем необходимое число элементов в каждой группе аккумуляторной батареи, обеспечивающее питание аппаратуры в аварийном режиме работы ЭПУ: , (1)...
-
Прогнозирование аварийности на перекрестке проспект Победы - улица Кирова производится для точки бокового столкновения транспортных потоков, движущихся с...
-
Описание работы СИФУ - Реверсивный тиристорный преобразователь для электроприводов постоянного тока
Для работы СИФУ используется косинусоидальное опорное напряжение, максимальное значение которого должно находится в точках естественной коммутации...
-
АЦП ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ТИПА - Цифровые устройства и микропроцессоры
В таком АЦП весь диапазон входного напряжения разбивается на 2^n интервалов. Каждому интервалу соответствует опорное напряжение Uо(i), снимаемое с...
-
ПРИМЕНЕНИЕ СЧЕТЧИКОВ В ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ - Цифровые устройства и микропроцессоры
На рисунке внизу последовательно включены 6 счетчиков с модулем 10 (двоично - десятичные). Информационные выходы Qi каждого каскада через преобразователь...
-
С помощью нуль-органа опорное напряжение генератора сравнивается с управляющим напряжением Uупр преобразователя. Когда опорное напряжение в (процессе его...
-
Проектирование фильтра нижних частот. - Разработка аналого-цифрового преобразователя
При проектировании аналого-цифрового преобразователя следует учесть тот факт, что, в соответствии с теоремой Котельникова, спектр полезного сигнала...
-
Параллельные АЦП - Аналого-цифровые преобразователив системах передачи и преобразования информации
АЦП этого типа осуществляют квантование сигнала одновременно с помощью набора компараторов, включенных параллельно источнику входного сигнала. На рис. 3...
-
Расчет погрешностей схемы. - Разработка аналого-цифрового преобразователя
Погрешности данной схемы можно разделить на аддитивные и мультипликативные. Рассмотрим в отдельности погрешности каждого узла схемы. 1. Входной буферный...
-
Быстродействие многоступенчатого АЦП можно повысить, применив конвеерный принцип многоступенчатой обработки входного сигнала. В обыкновенном...
-
Механические элементарные преобразователи - Типы преобразователей
Наиболее распространенные механические элементарные преобразователи: рычаг, шток, пружина. 1. Рычаг. Служит для преобразования вращающего момента М в...
-
Введение, ИОН на стабилитронах - Источники опорного напряжения
В любой схеме стабилизатора требуется наличие опорного напряжения, с которым сравнивается величина выходного напряжения. Стабильность выходного...
-
Основной частью электронной вычислительной машины является процессор или микропроцессор. С развитием научно-технического прогресса повышается требования...
-
Принципиальная схема устройства - Радиосистема пожарной сигнализации
Исходя из технических требований и структурной схемы, выберем схемы и элементную базу для устройства. В качестве генератора колебаний используем простой...
-
Составные части операционного усилителя - Оcновы радиоэлектроники
Усилитель постоянного тока (УПТ). УПТ отличается от усилителей переменного тока отсутствием каких-либо емкостей. Рис. 2. Простейший усилитель постоянного...
Применение ЦАП, Обработка чисел, имеющих знак - Цифро-аналоговый преобразователь с параллельным интерфейсом