В статье рассказывается про основные параметры ЦАП, которые влияют на выходной аналоговый сигнал.

Ключевые слова: ЦАП, разрешающая способность, аналоговый сигнал, цифро-аналоговый преобразователь, цифровой код, функция преобразования.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — это устройство для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал пропорционально значению.

ЦАП используются для соединения цифровых систем управления с устройствами, управляемыми по уровню аналогового сигнала. Кроме того, цифро-аналоговый преобразователь является неотъемлемой частью многих конструкций устройств и аналого-цифровых преобразователей.

ЦАП имеет функцию преобразования. Сочетает изменение цифрового кода с изменением напряжения или тока. Функция преобразования ЦАП выражается следующим образом:

Где:

— значение выходного напряжения, соответствующее коду , подаваемое на входы ЦАП.

— максимальное выходное напряжение, соответствующее подач на входы максимального кода .

Рис. 1. Классификация ЦАП

Параметры ЦАП:

— Разрядность

— Разрешающая способность (относительная, абсолютная)

— Напряжение питания

— Уровни управляющего напряжения

— Величина опорного напряжения

— Максимальный выходной ток

Динамические параметры:

Скорость нарастания — это максимальная скорость изменения Uout (t) во время перехода. Определяется как отношение приращения ΔUout ко времени Δt, в течение которого произошло это приращение.

Рис. 2. Переходная характеристика ЦАП

Время преобразования t _преоб (время определения кода выхода t _уст ) — интервал времени от передачи входного двоичного кода до появления аналогового выходного сигнала, соответствующего этому коду. Момент, в который в последний раз выполняется равенство |U _вых -U _пш |=d/2.

Разрешающая способность — приращение Uвых при преобразовании смежных значений N _j , т. е. отличающихся на ЕМЗР. Это приращение является шагом квантования. Для двоичных кодов преобразования номинальное значение шага квантования Uкв= Uпш/(2n-1),

Где:

Uпш — номинальное максимальное выходное напряжение ЦАП (напряжение полной шкалы),

n — количество разрядов двоичного числа, подаваемого на вход ЦАП (n — соответствует числу разрядных входов ЦАП).

d _а = U _кв = U _пш /(2n-1)

Чем больше разрядность преобразователя, тем выше его разрешающая способность.

Относительная разрешающая способность — это обратная величина от максимального числа уровней квантования (2n-1):

d _отн = 1/(2n-1).

Литература:

1. Одинец А. И., Науменко А. П. Цифровые устройства: АЦП и ЦАП: Учеб. пособие. — Омск: Изд-во ИРСИД, 2006.- 48 с.
2. Статические и динамические характеристики средств измерений. Основные характеристики ЦАП и АЦП. — Текст: электронный // gtavrl.ru: [сайт]. — URL: https://gtavrl.ru/staticheskie-i-dinamicheskie-harakteristiki-sredstv-izmerenii-osnovnye/ (дата обращения: 09.03.2021).