• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Принципы построения ЦАП

Принципы построения ЦАП
Существует несколько схем, являющихся базой для построения многих разновидностей ЦАП соответствующего класса. Для формирования соответствующих уровней выходного напряжения (или тока) к выходу ЦАП подключают необходимое количество опорных сигналов Е1 Е2 ...ЕN (или токов I1, I2…IN) либо устанавливают соответствующее дискретное значение коэффициента деления Ки К2…Кn.

Практическая схема ЦАП со сложением токов обычно выполняется на различных резистивных матрицах и одном источнике опорного напряжения.

На рис. 78 приведена схема ЦАП с суммированием токов, в котором использован один источник опорного напряжения ЕОП, и резистивная матрица типа R–2R. Особенность этой резистивной матрицы заключается в том, что при любом положении ключей S1, S….-Sn входное сопротивление матрицы всегда равно R, а следовательно, ток, втекающий в матрицу, равен I0 = E0/R. Далее он последовательно делится в узлах А, В, С по двоичному закону. Двоичный закон распределения токов в ветвях резистивной матрицы соблюдается при условии равенства нулю сопротивления нагрузки. Так как нагрузкой резистивной матрицы является операционный усилитель ОУ, охваченный отрицательной обратной связью через сопротивление Roc, то его входное сопротивление равно нулю с достаточно высокой точностью.

Выходное напряжение ЦАП зависит не только от входного кода N, но и от напряжения Е0 опорного источника. Если допустить, что напряжение Ео меняется, то выходное напряжение ЦАП будет пропорционально произведению двух величин: входного кода и напряжения, поданного на вход опорного сигнала. В связи с этим такие ЦАП обычно называют перемножающими. В интегральных микросхемах перемножающих ЦАП источник опорного напряжения отсутствует, но имеется вход для его подключения.

Другой тип ЦАП со сложением токов реализуется на матрице со взвешенными резисторами. Схема ЦАП на основе взвешенных резисторов приведена на рис. 78.


Рис. 78. Схема ЦАП со сложением токов на резистивной матрице типа R–2R (а)
и структура резистивной матрицы (б)

Из этой схемы видно, что ЦАП состоит из матрицы двоично-взвешенных резисторов; переключателей на каждый разряд, управляемых входными сигналами; источника опорного напряжения Ео и сумматора на операционном усилителе ОУ в инвертирующем включении.


Рис. 79. Схема ЦАП со сложением токов на матрице взвешивающих резисторов

Поскольку прямой вход ОУ соединен с общим проводом, то за счет отрицательной обратной связи напряжение в суммирующей точке А также будет равно нулю, иначе говоря, резистивная матрица работает в закороченном режиме независимо от состояния переключателей. Когда на цифровые входы ЦАП подан двоичный и-разрядный цифровой код, то каждый цифровой сигнал Е управляет переключателем Sn, обеспечивая подключение резистора с сопротивлением Ri = R2n к источнику опорного напряжения Ео или к общему проводу.

Для обеспечения точности и стабильности резистивных матриц применяется лазерная подгонка резисторов. Дело в том, что диффузионные резисторы, используемые в ИМС, достаточно технологичны, но отличаются большой погрешностью. В связи с этим широко применяют тонкопленочные резисторы, обеспечивая их точность с помощью лазерной подгонки.

Электронно-дырочный переход

Электронно-дырочным (или кратко, p-n) переходом называется электрический переход между двумя тесно контактируемыми областями...

читать далее

Случай обратного смещения p-n перехода, при котором p-область присоединена к отрицательному, а n-область – к положительному зажиму...

читать далее

Туннельный эффект

При отсутствии внешнего напряжения вопреки законам классической механики существует возможность перехода электронов проводимости

читать далее