Каковы основные характеристики и особенности микросхемы К572ПВ1. Как устроен и работает этот 12-разрядный АЦП последовательного приближения. Какие возможности предоставляет К572ПВ1 для сопряжения с микропроцессорными системами.
Общая характеристика микросхемы К572ПВ1
К572ПВ1 представляет собой 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения, выполненный по КМОП-технологии. Данная микросхема обладает следующими ключевыми особенностями:
- Разрядность выходного кода: 12 бит
- Метод преобразования: последовательное приближение
- Технология изготовления: КМОП
- Время преобразования: около 30 мкс
- Наличие встроенного ЦАП
- Двунаправленный кодовый канал
- Возможность работы в режиме ЦАП
Благодаря своим характеристикам, К572ПВ1 является универсальным узлом для преобразования и ввода аналоговой информации в микропроцессорные системы с невысоким быстродействием.
Принцип работы АЦП последовательного приближения
Аналого-цифровой преобразователь К572ПВ1 реализует метод последовательного приближения, также называемый методом поразрядного уравновешивания. Принцип его работы заключается в следующем:
- На первом такте в старший разряд выходного регистра записывается 1.
- С помощью встроенного ЦАП формируется аналоговый сигнал, соответствующий текущему содержимому выходного регистра.
- Компаратор сравнивает сформированный сигнал с входным аналоговым сигналом.
- Если сформированный сигнал больше входного, то в старший разряд записывается 0, иначе 1 сохраняется.
- Процесс повторяется для следующего разряда, пока не будут проверены все 12 разрядов.
Таким образом, за 12 тактов работы формируется двоичный код, наиболее близко соответствующий уровню входного аналогового сигнала.
Структура и функциональные узлы К572ПВ1
Микросхема К572ПВ1 содержит следующие основные функциональные блоки:
- 12-разрядный регистр последовательного приближения
- 12-разрядный ЦАП резистивного типа
- Компаратор
- Схема управления
- Двунаправленный кодовый канал с буферными каскадами
Наличие встроенного ЦАП позволяет использовать К572ПВ1 не только как АЦП, но и в качестве цифро-аналогового преобразователя при необходимости.
Режимы работы и возможности сопряжения с МП-системами
К572ПВ1 предоставляет гибкие возможности для интеграции в микропроцессорные системы:
- Режим АЦП с выводом 12-разрядного кода результата
- Режим ЦАП с 12-разрядным входным кодом
- Двунаправленный кодовый канал для ввода/вывода данных
- Возможность побайтного обмена по 8-разрядной шине данных
- Выходные каскады с тремя состояниями для подключения к общей шине
Такие возможности позволяют эффективно использовать К572ПВ1 в различных схемах сопряжения с микропроцессорами и микроконтроллерами.
Особенности применения К572ПВ1 в схемах АЦП
При использовании К572ПВ1 в качестве аналого-цифрового преобразователя необходимо учитывать следующие аспекты:
- Требуется внешний источник опорного напряжения
- Необходим внешний операционный усилитель для преобразования выходного тока ЦАП в напряжение
- Нужен внешний компаратор для сравнения входного сигнала с выходом ЦАП
- Диапазон входного напряжения зависит от схемы включения и может быть однополярным или двухполярным
Правильный выбор внешних компонентов и схемы включения позволяет реализовать АЦП с требуемыми характеристиками на базе К572ПВ1.
Сравнение К572ПВ1 с современными АЦП
Как оценивать характеристики К572ПВ1 в сравнении с современными АЦП? Рассмотрим ключевые параметры:
- Разрядность: 12 бит соответствует среднему уровню современных АЦП
- Быстродействие: время преобразования около 30 мкс значительно уступает современным быстродействующим АЦП
- Интеграция: требует больше внешних компонентов по сравнению с современными АЦП
- Энергопотребление: КМОП-технология обеспечивает низкое энергопотребление
Таким образом, К572ПВ1 уступает современным АЦП по быстродействию и степени интеграции, но остается применимым для задач с невысокими требованиями к скорости преобразования.
Области применения К572ПВ1
Микросхема К572ПВ1 находит применение в следующих областях:
- Измерительная техника с невысоким быстродействием
- Системы сбора данных
- Цифровая обработка сигналов
- Управление технологическими процессами
- Медицинская электроника
Основными преимуществами применения К572ПВ1 являются низкое энергопотребление, достаточная для многих задач разрядность и гибкость сопряжения с микропроцессорными системами.
Заключение
К572ПВ1 представляет собой классический 12-разрядный АЦП последовательного приближения, реализованный по КМОП-технологии. Несмотря на то, что по ряду параметров эта микросхема уступает современным АЦП, она остается применимой в системах с невысокими требованиями к быстродействию. Гибкие возможности сопряжения с микропроцессорами и низкое энергопотребление делают К572ПВ1 подходящим выбором для ряда измерительных и управляющих систем.
АЦП последовательного приближения — Студопедия
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) осуществляют преобразование беспрерывного (аналогового) сигнала (чаще всего напряжения) в цифровой сигнал. АЦП широко используются в разных устройствах и системах автоматики для подключения аналоговых источников информации (датчиков) к цифровым устройствам обработки. Процедура аналого-цифрового преобразования представляет собой преобразование беспрерывного сигнала S(t) в последовательность n-разрядных чисел S(n)[k] (k = 0,1,…), формирование которых происходит в фиксированные моменты времени.
Различные методы построения АЦП обеспечивают получение устройств, различающихся по точности, быстродействию, помехозащищенности, сложности реализации. Более всего полно классификация и схемотехніка серийных АЦП, особенности их включения и применение представленные в работе [10].
АЦП последовательного приближения реализуют один из наиболее распространенных методов – метод поразрядного уравновешивания, называемый также методом последовательного приближения.
Соответственно этому методу осуществляется последовательное дискретное приближение цифрового эквивалента S(n)[k], формируемого в регистре результата АЦП, к значению выборки S[k] преобразованного аналогового сигнала. Как основной элемент в последовательных АЦП используется цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), выполняющий операцию преобразования цифровых 
Если выясняется, что уравновешивающий сигнал меньше преобразованного, то установленная в старшем разряде единица в дальнейшем сохраняется, если больше – это эта единица сбрасывается и в дальнейшем в этом разряде будет сохраняться нуль. Далее таким же образом проверяется, нужна ли единица в следующему, более младшем разряде. И так уравновешивание продолжается до тех пор, пока не будут опрошенные все разряды регистра, включая самый младший.
Отечественной промышленностью выпускается несколько типов АЦП последовательного приближения. Двенадцатиразрядный АЦП К572ПВ1 (рисунок 16.1) выполненный на основе КМОП-технологий. Кодовые выводы АЦП (4,5…15) могут использоваться не только для вывода, но и для ввода дискретных сигналов, другими словами, названный АЦП имеет двунаправленный кодовый канал. Возможность записи внешнего кода в выходный регистр результата разрешает использовать данную микросхему также в качестве перемножающего ЦАП (с внешним усилителем считывания).
Назначение выводов ЦАП (I1, I2, I3), входящего в состав ИС К572ПВ1, аналогично выводам ЦАП К572ПА1, схема которого изображена на рисунке 2.
Рисунок 16.1
Благодаря наличию этих входов информацию с АЦП можно выводить побайтно на восьмиразрядную шину данных.
Работа преобразователя синхронизируется тактовыми импульсами, подаваемыми на вход ТИ. Частота этих импульсов не должна превышать 250 kHz. Схема включения ИС К572ПВ1 в режиме АЦП показана на рисунке 17.
1. Для построения АЦП микросхему К572ПВ1 нужно дополнить источником опорного напряжения Uоп, операционным усилителем А1и компаратором А2. ОУ А1используется для преобразования выходного тока ЦАП I1 в напряжение. В качестве резистора обратной связи усилителя А1 используется один из четырех резисторов, которые входят в микросхему: 2R, R, R/2, R/4(R = 10 kW). На рисунке 16.1 резисторы, входящие в микросхему, для наглядности показаны вне контура условного обозначения АЦП.
Компаратор А2 сравнивает преобразованное напряжение Uвх с выходным напряжением ЦАП. Результат сравнения подается на вход К(сравнение) АЦП и используется для управления внутренним регистром последовательного приближения.
При включении АЦП по схеме рисунка 16.1 обеспечивается преобразование напряжения Uвх от 0 до –Uоп. Если же в обратную связь усилителя А1 вместо сопротивления R включить сопротивление 2R или R/2то предельное значение Uвх станет равным –2Uопили –Uоп/2.
Опорное напряжение в этом преобразователе может изменяться в границах от – 15 V до +15 V.
Рисунок 16.2
На основе ИС К572ПВ1 реализуется двухполярный АЦП. Соответствующая этому режиму схема подключения АЦП К572ПВ1, ОУ и компаратора показана на рисунке 16.2. Выходный ток встроенного ЦАПI1подается на инвертирующий вход ОУ А1.Смещение характеристики преобразования производится благодаря соединению опорного источника АЦП Uоп через резистор со входом компаратора А2, выход которого в свою очередь соединяется с входом КАЦП. Диапазон изменения Uвх для рассмотренного двухполярного АЦП составляет от –Uоп до +Uоп.
Запуск АЦП вырабатывается положительным импульсом на входе ЗАП(запуск или старт). Весь цикл преобразования длится 28 периодов тактовых импульсов: 2 периода – сбрасывание, 24 периода – реализация программы последовательного приближения и 2 периода – формирование положительного импульса на выходе КП(конец преобразования).
Если требуется организовать циклическую работу АЦП, то соединяются между собой выход ВЦ(выход цикла) и вход Ц(вход цикла).
При включении микросхемы К572ПВ1 в режиме ЦАП (рисунок 16.3) на вход Рподается сигнал логической «1» и через кодовый канал входной код N записывается в выходный регистр, управляющий работой ЦАП. Это обстоятельство на рисунке 16.3 отмечено стрелкой, направленной ко входам (выходам) микросхемы, в отличие от рисунка 16.1, на котором изображена схема включения АЦП и направление стрелки указано от выходов микросхемы.
Рисунок 16.3 Рисунок 16.4
Операционный усилитель А1 преобразует выходный ток I1 ЦАП в напряжение Uвых— внешняя кодовая информация в выходный регистр может быть записана также последовательно по входу ПВ(последовательный код).
Преобразователь имеет вход СТР(вход стробирования ЦАП), разрешающий смену кода в выходном регистре при СТР = 1.Если же СТР = 0, то в регистре хранится ранее введенный код.
Преобразователь К572ПВ1 питается от двух источников: Uп1+ = 5…15 V и Uп2 = —15 V. Значение Uп1+ = 5 V используется при работе АЦП с ТТЛ-цифровыми схемами. Если же сигналы на АЦП подаются из КМОП-цифровых схем, то напряжение Uп1+ может быть повышено до 15 V
Отечественной промышленностью выпускаются и другие функционально законченные АЦП последовательного приближения. В частности, в связи с широким использованием однобайтных микропроцессоров разработаны специальные восьмиразрядные АЦП типа К572ПВЗ и К572ПВ4. В отличие от большинства одноканальных АЦП последовательных приближений восьмивходовой и восьмиразрядный АЦП К572ПВ4 (рисунок 16.4) представляет собой многоканальную систему сбора данных. С помощью аналоговых ключей встроенного коммутатора (входы А10…А17) восемь входных аналоговых сигналов поочередно подаются на вход АЦП последовательного приближения.
Результаты преобразования записываются во встроенное ОЗУ объемом восемь однобайтных слов. Каждому из входных каналов отвечает своя область памяти, так что после одного цикла работы коммутатора в ОЗУ сохраняется информация по всем восьми каналам. Циклическая работа АЦП начинается сразу после включения напряжения питания. Каждый раз, когда заканчивается преобразование по какому-то из каналов, обновляется информация в области ОЗУ, соответствующей этому каналу.
Микросхема К572ПВ4 имеет вывод АI, которыйявляется выходом встроенного аналогового коммутатора. Этот вывод может использоваться как некоммутируемый вход АЦП при его применении в одноканальном режиме. В этом случае в ОЗУ будут запоминаться коды, соответствующие восьми последовательным значениям входного сигнала.
Считывание информации из ОЗУ может осуществляться в произвольном порядке. Номер канала ОЗУ, информация из которого подается на выход микросхемы, задается сигналами, подаваемыми на адресные входы А1, А2, А0 при наличии сигнала логической «1» на входе разрешения изменения адреса РСА.
Используя выходной сигнал состояния СС, изменяющийся синхронно с переключением каналов, можно осуществить привязку результата преобразования по каждом из каналов к определенному моменту времени.
Диапазон преобразованного сигнала АЦП К72ПВ4 задается двумя опорными напряжениями Uоп1 = -0,1…2,6 V и Uоп2 = -2,6…0,18 V. Комбинируя различные сочетания возможных значений Uоп1 и Uоп2можно выбрать требуемый диапазон изменения входного сигнала АЦП.
В частности, при Uвх = 0…2,5 V следует задать Uоп1 = 2,5 V и Uоп2 = 0, при Uвх = -1,25 V…+1,25 V – Uоп1 = 1,25 V и Uоп2 = -1,25 V, при Uвх = -2,5 V…0V-Uоп1= 0 V и Uоп2 = -2,5 V.
Микросхема К572ПВ1 выполнена по КМОП-технологии. Преобразователь может работать с высокопороговыми КМОП-микросхемами и с ТТЛ-схемами.
Особенностью построения преобразователя является отсутствие выходного регистра. Это приводит к тому, что часть периода «тактирования» цифровой код на выходе не определен. Длительность этого периода равна длительности режима выборки, но по времени сдвинута относительно его начала.
Для ослабления влияния колебаний напряжений источников к ним подключаются блокировочные конденсаторы С1 — С5 емкостью 0,1 мкФ. АЦП КП07ПВЗ содержат разряд переполнения (вывод 15). Наличие такого разряда позволяет увеличить разрядность преобразователя путем пар ал дельного объединения микросхем (рис… 1.8,6). Для высокочастотных сигналов печатные проводники представляют собой микрополоековые линии. Для исключения отражений сигналов в этих линиях и обеспечения максимального быстродействия АЦП его выводы необходимо согласовать с трактом. Для этой цели в микросхеме предусмотрены отдельные выводы 16; «Цифровая земля» и 1 «Аналоговая земля», которые подключаются к соответствующим шинам, причем соединение шин осуществляется только в одной точке — на клемме источника питания.
В [53] описан АЦП повышенного быстродействия, выполненный по тонкопленочной технологии с использованием бескорпусных микросхем. Преобразователь построен по последовательно-параллельной конвейерной схеме и имеет следующие характеристики: разрядность выходного кода 10, период дискретизации 350 не, амплитуда входного сигнала + 2,5 В, апертурное время 0,2 не, дифференциальная нелинейность 0,2%, потребляемая мощность 20 Вт.
Исходя из этих особенностей, коротко рассмотрим следующие способы обмена информацией МП с УВВ: программно-управляемую передачу данных; обращение к УВВ как к ячейке памяти; прерывание и прямой доступ к памяти. Подробнее описание этих способов приведено в [10, 13, 19].
Если АЦП запускается одновременно с приемом от МП своего адреса, то вместо опроса состояния триггера можно ввести программную задержку, равную циклу работы АЦП. По истечении времени задержки МП осуществляет ввод или вывод данных. Структурная схема программно-управляемой передачи данных от АЦП в МП приведена на рис. 1.9 [25]. Микропроцессор выдает в шину адреса адрес ПУ А1. Этот адрес поступает на дешифратор ДШ, который в соответствии с принятым кодом адреса формирует управляющий сигнал У1, поступающий на вентиль D1. На второй вход вентиля с шины управления поступает сигнал «Вывод». При совпадении сигналов «Вывод» и VI на выходе D1 формируется сигнал запуска АЦП. Затем МП переходит в режим ожидания, длительность которого определяется временем преобразования АЦП. По окончании программной задержки МП выдает в адресную шину адрес А2, а в шину управления — «Ввод». Микросхема D2 формирует сигнал, по которому цифровые данные с выхода АЦП через магистральный усилитель D3 поступают на ШД и вводятся в МП.
Прерывание программы может происходить по инициативе УВВ. Для этого оно посылает в МП сигнал «Запрос прерывания», который поступает на специальный вход. Число входов запросов на прерывание колеблется от S1 до 8 для различных МП. На каждый вход могут поступать сигналы запросов на прерывание более чем от одного источника (такие сигналы могут объединяться по ИЛИ).
Для ввода-вывода данных в ОЗУ, минуя МП, используется способ обмена информацией с помощью прямого доступа к памяти (ПДП). Организация обмена данными в режиме ПДП осуществляется обычно контроллером ПДП. Микропроцессор передает управление шинами контроллеру ПДП, который производит обмен данными непосредственно между памятью и УВВ; ПДП может быть реализован таким образом, чтобы выполнять пересылки данных между различными блоками памяти или разными УВВ, использующими общую с МП шину. При этом значительно повышается скорость обмена данными, которая определяется временем доступа к памяти.
и отключает его от шины. Недостатками ПДП с блокировкой МП являются затраты времени на отключение МП от шины и последующее его подключение, а также потеря процессорного времени во время пересылки. При ПДП с квантованием цикла памяти используется быстродействующая память, цикл которой делится на два временных интервала, причем один из них отводится для МП, а другой — для ПДП. Этот метод позволяет достичь максимальной скорости обмена данными при параллельном выполнении операций » МП. Недостатком метода является необходимость применения быстродействующей памяти, которая потребляет большую мощность и имеет большую стоимость.
Использование микропрограммного управления при построении МПУ приводит к тому, что цикл выполнения команды значительно больше цикла памяти. Это позволяет МП и контроллеру ПДП обращаться к памяти практически без взаимных помех. При работе нескольких МП с общей памятью увеличивается число обращений к последней и поэтому производительность ПДП снижается.
Если содержимое счетчика слов не Равно нулю, то оно уменьшается на единицу, а содержимое счетчика адреса памяти увеличивается на единицу. После этого осуществляется прием (следующего слова данных. Загрузка массива в память продолжается до тех пор, пока значение счетчика слов не становится нулевым. При этом контроллер ПДП прекращает пересылку данных и информирует МП о том, что пересылка завершена.
Покупаем приборы, содержащие драгметаллы по высоким ценам
Цены в каталоге действительны на 10.05.2021г.
Здесь представлены фото и цены на различные измерительные приборы, покупаемые нашей организацией: вольтметры, генераторы, осциллографы, частотомеры, другие приборы, содержащие драгметаллы.
В результате определения количественного выхода драгметалла с каждого прибора в процессе переработки было подсчитано, что фактическое содержание драгоценных металлов в измерительных приборах отличается от теоретического содержания примерно минус 20-30%. В некоторых приборах это значение доходит до 40%. Вот такая печальная практика. К примеру, в паспорте указано количество транзисторов в штуках и содержание золота в них — 20 мг. Для того, чтобы припаять на плату этим транзисторам зачастую обрезают ноги и содержание золота в таких транзисторах становится 12 мг. Иногда такие данные по фактическому и теоретическому содержанию драгоценных металлов даже указывали в паспортах на измерительные приборы.
В микросхемах золото ( Au ) содержится в различных сериях, пример 155, 170, 172, 500, 140, 544, 565, К572ПВ1, в других микросхемах. Золото также находится в реле РЭС-9, РЭС-22, РЭС-32, других реле. В разьемах серий СНП, СНО. РППМ, ГРППМ, 2РМ, ШР, других разьемах. Платину ( Pt ) содержат конденсаторы КМ группы Н30, различные реле серий РЭС-9, РЭС-10, РЭС-14, РЭС-15. Палладий ( Pd ) в измерительных приборах содержится, в основном, в конденсаторах серии КМ зеленого и рыжего цветов. В разьемах серии РППГ 2-48 стального цвета.
Серебро в этих приборах, в основном, находится в распыленном состоянии (в разъемах, припое, посеребренной проволоке с микронным покрытием, платах, в радиодеталях в очень малом количестве), поэтому при подсчете стоимости частотомера или осциллографа содержание серебра в этих приборах не учитывается. Пояснение: разъемы с серебряным покрытием еще можно достать и разобрать на лигатуру с целью дальнейшей продажи, а вот остальные компоненты с мизерным содержанием серебра затруднительно достать и сдать в скупку радиодеталей.
Переработчики платят деньги не за теорию, а за реальный выход. Все это касается частных лиц и организаций, если имеется несколько единиц измерительных приборов. В отдельных случаях, когда количество приборов с содержанием драгметалла превышает несколько десятков, то при продаже расчет цены производится на договорной основе. Конторы по покупке радиодеталей, как правило, идут навстречу и поднимают цену, учитывая даже содержание серебра в таких приборах. Так как понимают, что они не одни и есть другие скупщики, которые предложат более выгодную цену на измерительные приборы.
Фото и цены на измерительные приборы содержащие драгоценные металлы
Цены в каталоге действительны на 10.05.2021г.
Использование микросхем ЦАП для цифрового ввода коэффициентов преобразования аналоговых схем
Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) осуществляют преобразование числового значения управляющего кода, поступившего на вход преобразователя в аналоговую величину (ток или напряжение). ЦАП удобно рассматривать как декодирующее устройство, на входы которого поступают цифровой код X {x1, x2, …, xN} и аналоговый сигнал (напряжение) . На выходе такого устройства формируется аналоговый сигнал, связанный с входным кодом соотношением
,
где
Для преобразования двоичного кода в аналоговый сигнал в рассматриваемом случае формируют токи, пропорциональные весам разрядов входного кода и суммируют те из токов, которые соответствуют единичным разрядам.
Параметры ЦАП, характеризующие их качество, – это количество разрядов n управляющего кода, номинальный выходной ток , время установления выходного сигнала после изменения управляющего кода .
Отечественные микросхемы К572ПА1 и К572ПА2 (зарубежные аналоги AD7520 и AD7545) изготавливаются по МОП-технологии и допускают возможность изменения входного напряжения, как по величине, так и по знаку. В результате ЦАП приобретает свойства перемножителя входного (опорного) напряжения и входного (управляющего) кода.
Упрощенная схема десятиразрядного ЦАП К572ПА1 приведена на рис. 3.13.
Рисунок 3.13 – Упрощенная схема включения микросхемы К572ПА1
Источник входного напряжения с помощью резисторной сетки R…2R, задает двоичновзвешенные токи. В зависимости от управляющего кода с помощью МОП-переключателей S1…S10 на выходе ЦАП формируются два тока I1 и I2. Ток I1 изменяется пропорционально входному управляющему коду N. Ток I2 дополняющий, он определяется соотношением I2 = I0 – I1, где I0 – максимальное значение тока I1. При Uвх = 10 V номинальное значение I0 = 1 mA. Выходное напряжение ЦАП Uвых формируется на выходе внешнего усилителя А1 и определяется равенством . Поскольку Uвх может принимать как положительное, так и отрицательные значения, то таким образом можно осуществлять умножение двухполярного напряжения Uвх на N. Умножающий ЦАП удобно использовать для построения усилителя с управляемым коэффициентом усиления. В рассмотренной схеме коэффициент усиления инвертирующего усилителя k = –N/Nmax изменяется прямо пропорционально коду N. На рис. 3.14 представлена функциональная схема включения ЦАП и ОУ в качестве инвертирующего усилителя с кодоуправляемым коэффициентом усиления. В этой схеме k может задаваться в пределах от k = 1 при N = Nmax до k = 0 при N = 0. Для получения k > 1 в обратную связь ОУ необходимо установить дополнительный резистор (на схеме не показан).
При необходимости изменять коэффициент усиления в некотором диапазоне от kmax до kmin при kmin ≠ 0, схема может быть дополнена сумматором и усилителем с фиксированным коэффициентом усиления kmin (рис. 3.15).
Рисунок 3.14 – Функциональная схема включения микросхемы ЦАП К572ПА1 и ОУ в качестве инвертирующего усилителя с кодоуправляемым коэффициентом усиления
Рисунок 3.15 – Функциональная схема реализации коэффициента усиления с ненулевым минимальным значением
ЦАП типа К572ПА1 может управляться кодом, получаемым с выходов дискретных интегральных схем типов КМОП и ТТЛ. В последнем случае выходные уровни, соответствующие единичным сигналам, должны быть повышены путем соединения выходов ТТЛ с источником питания 5 V через резисторы сопротивлением 2…10 kW. Непосредственное согласование входных управляющих уровней ЦАП с параметрами сигналов ТТЛ-схем достигается при уменьшении напряжения питания ЦАП до 5 V.
При использовании микросхемы К572ПА2 используются два источника питания (Uпит1 = 5 V и Uпит2=15 V), что позволяет непосредственно согласовывать входы схемы с цифровыми устройствами. Схема включения этого ЦАП показана на рис. 3.16. Преобразователь К572ПА2 управляется двенадцатиразрядным кодом и имеет два встроенных регистра, в которых входной код может запоминаться. Регистры включены последовательно. По сигналу Е1 = 1 входной код N записывается в первый регистр, а по сигналу Е2 = 1 код из первого регистра переписывается во второй. Код второго регистра преобразуется в выходной ток I1 и в дополняющий ток I2.Таким образом, если на вход Е1 или Е2 подан нулевой сигнал, то изменение управляющего кода N не приведет к немедленному изменению выходного тока ЦАП.
Рисунок 3.16 – Умножающий ЦАП типа К572ПА2 с двумя источниками питания
ЦАП типа К572ПА2 построен, как и ЦАП К572ПА1, на основе резисторной сетки R…2R. Однако последний резистор сетки в рассматриваемом ЦАП не соединен внутри микросхемы с общим проводом, а присоединен к выводу 30. Этот вывод обозначен символом I3 (см. рис. 3.16). В данном преобразователе имеются два земляных вывода – аналоговый GA и цифровой GD.
Для получения выходного напряжения требуется дополнять преобразователь внешним операционным усилителем, в обратную связь которого включается резистор Rос, входящий в состав микросхемы.
Узнать еще:
|
Микроконтроллеры МИКРОКОНТРОЛЛЕР + ЖКИЧасто при подключении к контроллеру, при большом количестве функциональных узлов, возникает проблема с недостачей линий портов. В этом случай и используется данная схемка, изображенная на рис.1 для подключения ЖКИ-модуля на базе контроллера HD44780 к микро-ЭВМ семейства MCS-51. Режим работы с внешней памятью осуществляется по командам: MOVX A, @DPTR или MOVX A, @DPTR с обменом информацией по шине данных. Модуль индикации подключается к соответствующим контактам R/W, RS, E. Сигналы -RD, -WR непосредственно к контроллеру, CS1 — ИНСТРУКЦИИ, CS0 — ДАННЫЕ для HD44780 снимается с дешифратора устройств, собранном на любой микросхемке типа ИД3, ИД4, ИД7 серии 555 или подобной. На рис.2 показана схема подключения К572ПВ1 в качестве АЦП. Тактирование CLK_ADC и формирование стартового импульса START осуществляется программно с порта микроконтроллера. Таким образом можно программно формировать разрядность преобразования от 1 до 12. Поскольку АЦП позволяет считывать данные восьмиразрядной шиной, то старшие 4 разряда (9…12) старшего байта запараллелены с младшими младшего байта данных. Управление считыванием младшего/старшего байта данных осуществляется сигналами с контроллера Р2.3 и дешифратора устройств F000. Фрагмент программы на MCS-51 MACRO ASSEMBLER, V2.2 приведен ниже
;----- For ADC ------------------
CLK_ADC BIT P1.5 ;тактовый сигнал
ST_ADC BIT P1.6 ;импульс запуска
N_CLK EQU 34h ;регистр хранения
MSB EQU 35h ;младший байт данных
LSB EQU 36h ;старший байт данных
ADC_MSB EQU 0F000h ;на дешифратор устройств
ADC_LSB EQU 0F800h ;на дешифратор устройств
;********************************
; PROCEDURE____ ADCOUT **
;********************************
ADCOUT:
MOV N_CLK,#27 ;задаем преобразование
CLR CLK_ADC ;в 12 разрядов и
NOP ;
SETB CLK_ADC ;формируем импульс запуска
NOP ;
CLR CLK_ADC ;
CLR ST_ADC ;
CLK28:
SETB CLK_ADC ;выполняем цикл тактирования
NOP ;
CLR CLK_ADC ;
DJNZ N_CLK,CLK28;
MOV DPTR,#ADC_MSB ;подготовка к считыванию
MOVX A,@DPTR ;старшего байта
ANL A,#0Fh ;маска на младшую тетраду
MOV MSB,A ;читаем старший байт данных
MOV DPTR,#ADC_LSB ;подготовка к считыванию
MOVX A,@DPTR ;младшего байта
MOV LSB,A ;читаем младший байт данных
SETB ST_ADC
RET ;выход из процедуры
…продолжение следует… |
Большой популярностью у специалистов пользуются алфавитно-цифровые ЖКИ-модули на базе контроллера HD44780 фирмы Hitachi или его аналогов производства других фирм: Epson, Philips, Samsung, Sanyo, Toshiba . Контроллер HD44780 допускает подключение к микропроцессорам по четырёх битному или восьми битному интерфейсу. Выбор интерфейса производится пользователем исходя из ограничений на время, затрачиваемое на обмен данными с котроллером, или количество используемых линий подключения к микро-ЭВМ.
К572ПВ1 это двенадцатиразрядный АЦП имеет выходные каскады с тремя
состояниями (0, 1 и высокоимпедансное), благодаря чему может выдавать
информацию на системную шину микроконтроллера. Более того, кодовые выводы
АЦП могут использоваться не только для вывода, но и для ввода дискретных
сигналов, т.е. этот АЦП имеет двунаправленный кодовый канал. Возможность
записать внешний код в выходной регистр позволяет использовать данную
микросхему в качестве цифро-аналогового преобразователя. Разыскивается документация
на ЖКИ панель от модуля Отклики писать на адрес внизу. |
Следовательно, выходной сигнал тока определяется выражением
Таблица 2 — Таблица истинности микросхемы К155КП5
| ВХОДЫ | ВЫХОД | ||||||||||
| С | В | А | D0 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 | D7 | |
| 1/0 X X X X X X X | X 1/0 X X X X X X | X X 1/0 X X X X X | X X X 1/0 X X X X | X X X X 1/0 X X X | X X X X X 1/0 X X | X X X X X X 1/0 X | X X X X X X X 1/0 | 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 |
Таблица 3 — Таблица истинности микросхемы К155КП7
| ВХОДЫ | ВЫХОДЫ | ||||||||||||
| V | С | В | А | D0 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 | D7 | F | |
| … | X … | X … | X … | X 1/0 X … X | X X 1/0 … X | X X X … X | X X X … X | X X X … X | X X X … X | X X X … X | X X X … 1/0 | 1/0 1/0 … 1/0 | 0/1 0/1 … 0/1 |
Рисунок 10 — Условное изображение микросхемы К155КП1
Таблица 4 — Таблица истинности микросхемы К155КП1
| A | B | С | D | D0 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 | D7 | D8 | D9 | D10 | D11 | D12 | D13 | D14 | D15 | ВЫХОД |
| … | … | . | . | 1/0 X X X … X X X X | X 1/0 X X … X X X X | X X 1/0 X … X X X X | X X X 1/0 … X X X X | … | … | … | … | … | … | … | … | X X X X … 1/0X X Х | X X X X … X 1/0 X Х | X X X X … X X 1/0 X | X X X X … X X X 1/0 | 0/1 0/1 0/1 0/1 … 0/1 0/1 0/1 0/1 |
Рисунок 11 — Мультиплексор вида 32:1 на основе двух микросхем К155КП1
Рисунок 12 — Микросхема К155КП2 в роли мультиплексора 8:1
Таблица 5 – Таблица истинности работы микросхемы К155КП2 в роли
мультиплексора 8:1
| ВХОДЫ | ВЫХОД F | ||
| С | В | А | |
| Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6 Х7 Х8 |
Рисунок 13 – а) условное изображение микросхемы К155КП2;
б) микросхема К155КП2 в роли двух независимых мультиплексоров
Рисунок 14 – Схема лабораторной установки для исследования мультиплексоров
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
АНАЛОГОВО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью работы является изучение схем построения, характеристик АЦП, а также изучение серийно выпускаемых микросхем АЦП, применяемых в системах числового программного управления производственными и робототехническими комплексами.
ВВЕДЕНИЕ
В электронной аппаратуре одинаково широко используется сигналы, представленные как в виде непрерывных переменных, так и в виде дискретных двоичных сигналов. Для взаимодействия электронных устройств, обрабатывающих непрерывные (аналоговые сигналы с устройствами, оперирующими дискретными двоичными (цифровыми) сигналами, применяют цифро-аналоговые (ЦАП) и аналого-цифровые преобразователи (АЦП).
Распространение цифровой вычислительной техники, особенно активное в последние годы благодаря выпуску микропроцессорных БИС и однокристальных микро-ЭВМ, потребовало выпуска отечественной промышленностью БИС ЦАП и АЦП. Это объясняется тем, что большинство переменных информационных величин (ток, напряжение, скорость, температура, давление, освещенность и т.д.) представляется в аналоговой форме. Непосредственная обработка этих величин цифровыми устройствами невозможна без предварительного представления их в виде цифрового -разрядного слова. Эту операцию осуществляют АЦП. В свою очередь, для точного управления изменениями аналоговых величин по результатам обработки цифрового слова в микро-ЭВМ необходимо преобразовать цифровую информацию в аналоговую с помощью ЦАП.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЦП
Система электрических параметров АЦП, отражающая особенности их построения и функционирования, объединяет несколько десятков параметров. Ниже приведены важнейшие из них, рекомендованные для включения в нормативно-техническую документацию.
1. Число разрядов — количество разрядов кода, связанного с аналоговой величиной, которое может вырабатывать АЦП. Под числом кодов для двоичных АЦП понимается двоичный логарифм максимального числа кодовых комбинаций на выходе АЦП.
2. Коэффициент преобразования — отношение приращения выходного сигнала к приращению входного сигнала.
3. Абсолютная погрешность преобразования в конечной точки шкалы — отклонение значения входного для напряжения (тока) от номинального значения, соответствующего конечной точке характеристики преобразования. Измеряется в единицах младшего разряда преобразования (МР). Иногда этот параметр называют мультипликативной погрешностью.
4. Напряжение смещения нуля на входе — приведенное ко входу напряжения, характеризуется отклонение начала характеристики АЦП от заданного значения. Измеряется в единицах МР.
5. Нелинейность АЦП — отклонение от оговоренной прямой линии точек характеристики преобразования, делящих пополам расстояние между средними значениями уровней квантования. Измеряется в процентах от значения диапазона входного сигнала или в единицах МР.
6. Дифференциальная нелинейность — отклонение разности 2-х аналоговых сигналов, соответствующих соседним кодам, от значения единицы МР. Измеряется в процентах от значения диапазона входного сигнала или в единицах МР.
7. Время преобразования — интервал времени от момента заданного изменения на входе АЦП до появления на его выходе устойчивого кода.
Существуют и другие, менее характерные для преобразователей параметры. В их числе: выходное напряжение высокого уровня ; выходное напряжение низкого уровня ; ток потребления ; диапазон входного напряжения и некоторые другие.
СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ АЦП
АЦП последовательного приближения
АЦП данного типа обладают относительно высокой точностью и достаточно высоким быстродействием.
Получив команду на выполнение преобразования от генератора тактов (рисунок 15), регистр последовательного приближения РПП устанавливает напряжение логической «1» в 1-м разряде ЦАП. Если при этом , то компаратор напряжения выдает в РПП команду остановить напряжение логической «1» на 1-м разряде ЦАП и подать логическую единицу на 2-й разряд ЦАП. Если после этого вновь , то компаратор напряжения выдает в РПП команду оставить напряжение логической «1» во 2-м разряде и подать логическую «1» на 3-й разряд. Если оказалось , то компаратор выдает в РПП команду установить во 2-м разряде логический «0» на 3-й разряд ЦАП подать логическую «1». Описанный алгоритм работы повторяется до -го разряда. Работа АЦП синхронизируется тактовым генератором. После тактов сравнения с на входе ЦАП получается — разрядный двоичный код, который является эквивалентом входного аналогового сигнала.
АЦП параллельного преобразования
Отличаются от АЦП последовательного приближения значительно большим быстродействием. Выпускаются с разрядностью от 4 до 8 бит. При большем числе разрядов АЦП становятся чрезмерно дорогими и громоздкими.
Основными элементами -разрядного АЦП являются компараторов. На один из входов каждого компаратора подается свое опорное напряжение, которое формируется внутренним резисторным делителем. Разность между опорными напряжениями 2-х ближайших компараторов равна . На другие входы компараторов подается входной сигнал. На выходах компараторов устанавливаются напряжения логический «0» или «1», соответствующие сигналам на входах компараторов в момент прихода тактового импульса. После окончания импульса опроса при помощи триггеров в компараторе хранится информация мгновенном значении входного сигнала, представленная на выходе ( ) – разрядного слова. Дешифратор представляет это слово в виде двоичного -разрядного кода, затем эта дешифрированное слово записывается в выходной регистр. Время преобразования в таком АЦП определяется временем переключения компаратора и, следовательно, оно минимально возможное. Однако быстродействие достигается за счет значительных аппаратурных затрат и большого потребления энергии (рисунок 16).
Интегрирующие АЦП
Интегрирующие АЦП уступают по быстродействию преобразователям последовательного приближения. Вместе с тем они имеют явные преимущества: минимальное число необходимых точных элементов, высокую помехоустойчивость, отсутствие дифференциальной нелинейности, низкую стоимость.
Интегрирующий АЦП, как правило, состоит из 2-х преобразователей: преобразователя напряжения или тока в частоту или длительность импульсов и преобразователя частоты или длительности в код. Затем производят подсчет импульсов измеряемой частоты за известный промежуток времени или подсчет импульсов известной частоты, заполняющих измеряемый промежуток времени. Поэтому основные характеристики интегрирующих АЦП определяются свойствами применяемых преобразователей напряжение-частота (ПНЧ) или преобразователей напряжение-время (ПНВ).
СЕРИЙНО ВЫПУСКАЕМЫЕ МИКРОСХЕМЫ АЦП
БИС К572ПВ1: Двенадцатиразрядный АЦП
Имеет выходные каскады с тремя состояниями (0, 1 и высокоимпедансное). Кодовые выводы АЦП могут использоваться не только для вывода, но и для ввода дискретных сигналов. Это позволяет использовать данную микросхему в качестве ЦАП. Данная микросхема не является законченным АЦП. Для использования ее в качестве АЦП последовательного приближения и БИС К572ПВ1 необходимо добавить компаратор, источник опорного напряжения и тактовый генератор (рисунок 17).
БИС К1108ПВ1 и К1113ПВ1
Эти микросхемы работают по принципу последовательного приближения. Обе микросхемы 10-разрядные. К1108ПВ1 может работать как в полном 10-разрядном режиме, так и в укороченном 8-разрядном. Кодовые выводы К1108ПВ1 могут быть приведены в высокоимпедансное состояние подачей логической «1» на вход . (рисунки 18, 19).
БИС К572ПВ3 и К572ПВ4
Данные микросхемы разработаны специально для получившего широкое распространение однобайтных микропроцессоров. АЦП К572ПВ3 обеспечивает преобразование в код суммы напряжений, подаваемых на входы А11 и А12. Восьмивходовый 8-разрядный АЦП К572ПВ4 представляет собой многоканальную систему сбора данных. Результаты преобразования записываются в ОЗУ объеме 8 однобайтовых слов. Каждому из 8-ми каналов соответствует своя область памяти, так, что после одного цикла работы в ОЗУ хранится информация по всем 8-и каналам.
Возможна работа по одному каналу. В этом случае в ОЗУ запоминаются коды, соответствующие 8-и последовательным значениям входного сигнала. Считывание информации из ОЗУ может осуществляться в произвольном порядке (рисунок 20).
БИС К1107ПВ1 и К1107ПВ2
АЦП К1107ПВ1 – шестиразрядный, К1107ПВ2 – восьмиразрядный, параллельного преобразования. Первый из них содержит 63 компаратора, второй – 255 компараторов. Вид двоичного кода определяется сигналами на входах V1 и V2. Возможна работа с прямым, обратным, дополнительным и обратным дополнительным кодами (рисунок 21).
ОПИСАНИЕ СХЕМЫ И РАБОТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Схема лабораторная установка представляет собой цифровой вольтметр (рисунок 22). На элементах DA1 и DA2 собран преобразователь напряжения в частоту. Частота следования импульсов на выходе DA2 пропорциональна напряжению, приложенному ко входу «Изм». Элемент DD1.1 – ключ, который пропускает на выход 3 импульсы со входа 1 только при наличии логической «1» на входе 2. На элементах DD1.2, DD1.3 собран генератор, который определяет время счета. Число импульсов с выхода DD1.1 подсчитывается счетчиком на элементах DD2, DD3, которые управляют светодиодными индикаторами АЛС342Б. Транзисторы VT1…VT3 служат для согласования уровней работы логических и аналоговых микросхем.
Таким образом, при подаче на вход «Изм» измеряемого напряжения, на выходе DA2 появляется последовательность импульсов. На выходе DD1.1 в это время присутствует логическая «1». При нажатии на кнопку «измерения» формируются положительный импульс, длительность которого определяется элементами C2, R, на входе 2 DD1.1 появляется логическая «1» и импульсы, которые появляются на выходе DD1.1 поступают на вход счетчика. Счетчик подсчитывает импульс и выдает их число на индикатор. Параметры схемы (частота импульсов на выходе DA2 и длительности импульса на выходе DD1.3) подобраны таким образом, что число импульсов соответствует величине приложенного напряжения (рисунок 22).
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1. Изучить правила безопасности при работе на стенде.
2. Изучить схему лабораторного стенда.
3. Подключить прибор к сети и тумблером «Сеть» подать напряжение на схему АЦП.
4. Кнопкой «Сб» сбросить показания цифровой индикации.
5. При установке по вольтметру величины измеряемого напряжения, нажать кнопку «Изм» и снять показание цифровой индикации, соответствующее данной величине напряжения.
6. Нажатием кнопки «Сб» сбросить показания цифровой индикации.
7. Регулятором «Уст» последовательно устанавливать по вольтметру величины измеряемого постоянного напряжения от 0 до 10 В.
8. Рассчитать коэффициент преобразования и нелинейности АЦП для каждой измеряемой точки.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Цель работы.
2. Схема АЦП и краткое пояснение принципа его работы.
3. Временные диаграммы работы АЦП.
4. Результаты расчетов коэффициента преобразования и нелинейности АЦП для каждой измеряемой точки.
5. Выводы по работе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назначение АЦП и их применение в устройствах ЧПУ.
2. Основные технические характеристики АЦП.
3. Схемы построения АЦП.
4. Серийно выпускаемые микросхемы АЦП.
5. Принцип действия схемы АЦП в лабораторной установке.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Алексеенко А.Г., Коломбед Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. – 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1985.
2. Майоров С.А., Кириллов В.В., Приблуди А.А. Введение в микро-ЭВМ.- Л.: Машиностроение, 1988.
3. Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. — М.: Энергоатомиздат, 1988.
РПП – регистр последовательного приближения
Рисунок 15 – Упрощенная структура АЦП последовательного приближения
Рисунок 16 – Упрощенная структура АЦП параллельного преобразования
Рисунок 17 – Схема включения микросхемы К572ПВ1
Рисунок 18 – Схема включения Рисунок 19 – Схема включения
микросхемы К1108ПВ1 микросхемы К1113ПВ1
Рисунок 20 – Схема включения микросхемы К572ПВ3 и К572ПВ4
Рисунок 21 – Схема включения микросхем К1107ПВ1 и К1107ПВ2
Рисунок 22 – Схема лабораторной установки для изучения АЦП
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить основные схемы построения и технические характеристики цифро-аналоговых преобразователей.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ
Преобразователи информации, в которых выполняются аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразования электрических сигналов (напряжения и тока) являются необходимой составной частью автоматизированных и автоматических систем управления. Обработка и хранение информации в УВМ и системах ЧПУ оборудованием осуществляется, как правило, в цифровом виде. В то же время большинство датчиков и исполнительных устройств (регуляторов, электроприводов) имеют информацию в аналоговой форме. Таким образом, цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и аналого-цифровые (АЦП) осуществляют связь между аналоговыми и цифровыми частями систем управления.
При цифро-аналоговом преобразовании цифровой код однозначно преобразуется в выходную аналоговую величину.
Входным сигналом при цифро-аналоговом преобразовании является n-разрядное двоичное число.
(1)
где аi – двоичная цифра (0 или 1) в i-ом разряде кода числа N.
Процесс цифро-аналогового преобразования описывается выражением:
, (2)
где — выходной аналоговый сигнал – результат цифро-аналогового преобразования;
— оператор, характеризующий операции, которые выполняются над преобразуемым кодом числа N.
При линейном цифро-аналоговом преобразовании, которое применяется для систем управления с УВМ, оператор может быть представлен в виде операции умножения числа N на постоянный множитель. Тогда (2) можно записать:
, (3)
где — коэффициент пропорциональности, определяющий масштабирование аналоговых величин, значения которых пропорциональны весам разрядов преобразуемого кода. Суммирование производится параллельно во времени.
Структурная схема ЦАП с параллельным весовым преобразованием показана на рисунке 23.
Регистр преобразуемого кода служит для хранения кода числа, подлежащего преобразованию. Выходные сигналы этого регистра управляют элементами блока подключения эталонных сигналов, с помощью которых весовые эталонные сигналы подключаются к соответствующим входам суммирующей схемы. Эта схема производит суммирование подключенных сигналов и формирует выходной аналоговый сигнал (напряжения или тока), который, как правило, усиливается по мощности и подаётся на вход исполнительного устройства объекта управления.
В реальных ЦАП соотношение (3) выполняется неточно. Это отражено на графике рисунке 24 в виде вертикальных отрезков прямых, заключённых между штриховыми линиями. Это означает, что выходной сигнал принимает значения в пределах:
, (7)
Для правильной работы ЦАП необходимо, чтобы выполнялось условие:
(8)
В противном случае нарушается однозначное соответствие между преобразуемыми кодами и значениями выходного сигнала.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Основными характеристиками ЦАП, которые определяют возможность его применения для тех или иных целей являются:
1. разрешающая способность преобразователя;
2. статическая точность преобразования;
3. коэффициент линейности преобразователя;
4. время установления выходного сигнала.
Разрешающая способность ЦАП ( ) определяется как величина, обратная числу выходных уравнений ЦАП, т.е.
(9)
где n – число разрядов преобразуемого двоичного кода.
Статическая точность ЦАП равна максимальной приведенной погрешности преобразования , которая определяется при как максимальное значение выражения:
, (10)
где — значение реального аналогового сигнала на выходе ЦАП, при преобразовании кода, эквивалентного числу N; ном – номинальное (расчётное) значение выходного сигнала ЦАП, соответствующее идеальному преобразованию кода числа N; — номинальное (расчётное) значение максимального выходного сигнала ЦАП, соответствующее идеальному преобразованию кода максимального числа ,
Приведённая погрешность ЦАП обычно выражается в процентах.
Выходная статическая характеристика ЦАП приведена на рисунке 25, где обозначено: 1 — идеальная характеристика; 2 — реальная характеристика, которая для наглядности представлена плавной линией. Сдвиг нулевого уровня имеет из-за наличия остаточных напряжений или токов в ключевых элементах схемы ЦАП. Отключение при максимальном значении преобразуемого числа происходит из-за отменения общего источника эталонного напряжения или тока, а также из-за отклонения коэффициента усиления выходного усилителя.
Коэффициент нелинейности ЦАП(рисунок 25) определяется по формуле
, (2)
— максимальное и минимальное значение выходного сигнала ЦАП, соответствующее преобразуемым кодам, эквивалентным числам .
Источниками нелинейности являются отклонения величин сопротивлений резисторов суммирующей схемы от номинальных значений, нелинейность выходного усилителя, сопротивления нагрузки и т.д.
Приведенные характеристики определяют установившийся режим работы ЦАП и являются статическими.
Из динамических характеристик следует обратить внимание на время установления выходного сигнала ЦАП, которое определяется временем между моментом изменения преобразуемого кода и моментом достижения выходным сигналом преобразователя значения, отличающегося от установившегося значения выходного сигнала не более чем на величину допустимой погрешности преобразования.
СХЕМЫ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Схема ЦАП с эталонным источником тока. Схема ЦАП с параллельным суммированием весовых токов приведена на рисунок 26. ЦАП имеет n источников тока и n переключающих элементов , которые управляются выходными сигналами регистра, в котором хранится двоичный код преобразующего числа N. Количество одновременно включенных каналов зависит от того, в каких разрядах кода числа N имеются единицы, т.е. какие из сигналов имеют единичные уровни.
Выходные токи источников тока определяются зависимостью
(12)
где к – номер разряда преобразуемого кода; — наименьшее значение эталонного тока, являющегося выходным сигналом источника тока, соответствующий младшему разряду преобразуемого кода.
Следовательно, выходной сигнал тока определяется выражением
(13)
где -цифра K-ого разряда преобразуемого двоичного кода числа N.
Если к выходу преобразователя присоединено сопротивление Rн (выходное сопротивление какого-либо устройства), то напряжение преобразователя определяется по формуле:
(14)
Точность работы такого ЦАП определяется характеристиками источников тока и переключающих элементов.
Недостатком рассмотренной схемы ЦАП является необходимость использования различных по величине тока эталонных источников тока, представляющих собой сложные полупроводниковые устройства.
Схема ЦАП с источником напряжения и весовой резисторной схемой.Преобразователь (рисунок 27) содержит резисторный делитель и переключатели напряжения , управляемые сигналами , являющимися выходными сигналами регистра, в котором хранится n- разрядный код преобразуемого числа N.
Переключатель nk подключает резистор Rk либо к источнику эталонного напряжения Ek , либо к земле, когда уровень этого сигнала нулевой.
Сопротивление разрядных резисторов имеют следующие величины
(15)
где k— номер разряда преобразуемого кода, который принимает значения 1,2,…,n; R— сопротивление резистора старшего разряда.
Пренебрегая внутренним сопротивлением источника Eэ и падением напряжения переключателей, можно определить выходное сопротивление преобразователя
. (16)
Если , то .
Выходное напряжение преобразователя вычисляется по известной формуле
, (17)
где ак – значение цифры К-ого разряда преобразуемого двоичного кода.
Так как.
, (18)
то, учитывая (15)
(19)
При Rн=2n-1R эта формула принимает вид
(20)
Источниками погрешности в таком ЦАП являются:
нестабильность источника Ек;
отклонения сопротивлений резисторов и сопротивления нагрузки от расчетных значений;
неидеальные характеристики ключей.
ЦАП с одним эталонным источником напряжения и резисторным делителем типа R-2R.В такой схеме преобразователя каждый разряд содержит два резистора Rkи R(r-1)kи переключатель напряжения Пк (рисунок 28). Сопротивление всех резисторов Rkравны 2R, а сопротивления резисторов R(r-1)k – R. Переключатель напряжения каждого разряда подключает вывод резистора Rk к источнику эталонного напряжения Ек, при единичном уровне сигнала Тк,, являющегося выходом триггера К-ого разряда регистра, в котором хранится n–разрядный двоичный код преобразуемого числа N. При нулевом уровне сигнала Тк резистор Rk подключается на землю.
При Rн=R схема становится симметричной и ее сопротивление равно 2R/3 .
В данной схеме ЦАП, по сравнению со схемой рисунке 27 применено вдвое больше резисторов. Однако это резисторы имеют только два номинала R и 2R, а суммарное сопротивление всех резисторов равно (3n+1)R.
Наличие резисторов только двух номиналов является большим преимуществом особенно при тонкопленочной технологии, так как это позволяет значительно точнее выдерживать соотношение между резисторами.
Схема ЦАП с усилителем постоянного тока.Операционный усилитель в режиме сумматора позволяет осуществлять преобразование цифрового кода в напряжение. Для этого на его входе включаются весовые сопротивления, согласно рисунка 29.
При большом входном сопротивлении усилителя можно записать:
(21)
на основании закона Кирхгофа
(22)
и
(23)
где Uвх – напряжение на входе усилителя.
Amazon.com: k572pv1 a análoga ad7570 IC / Microchip URSS 1 шт .: Игрушки и игры
| Стоимость: | 13 долларов США.50 + 4,99 долл. США envío |
- Asegúrate de que esto совпадают al ingresar tu número de modelo.
- Hay más de 25 000 artículos en nuestro almacén. Полный список для воды www.amazon.com/shops/a19nx3rfnsyb6r
- Si usted no puede encontrar el artículo que necesitas, puedes ponerte en contacto con nosotros.
- k572pv1 a аналог ad7570 микросхема / микросхема URSS 1 шт.
| о ܿ Ƽ ˾ 绰 0755-23993320 | K572 | TOS | 18+ | 7051 | К-3П | ԭ װ Ʒ ֻ | 5-10 | |
| йͨҵ ˾ 绰 0755-83957592 / 82814132 | K572 | TOS | 14+ | 6750 | К-3П | ȫԭ װֻ | 5-10 | |
| ϿƼ ˾ 绰 139 1005 28 44 | K572 | ŷIƷ | 10/11 + | 10268 | ܴ š١ dz37.comʵʱͼ & PD .. | 5-10 | ||
| ϿƼ ˾ 绰 139 1005 28 44 | К5720 | ŷIƷ | 10/11 + | 10269 | ܴ š١ dz37.comʵʱͼ & PD .. | 5-10 | ||
| ϿƼ ˾ 绰 139 1005 28 44 | K5723589G3 | ŷIƷ | 10/11 + | 10271 | ܴ š١ dz37.comʵʱͼ & PD .. | 5-10 | ||
| ϿƼ ˾ 绰 139 1005 28 44 | K5724091G1 | ŷIƷ | 10/11 + | 10273 | ܴ š١ dz37.comʵʱͼ & PD .. | 5-10 | ||
| ϿƼ ˾ 绰 139 1005 28 44 | K572NA1A | ŷIƷ | 10/11 + | 10279 | ܴ š١ dz37.comʵʱͼ & PD .. | 5-10 | ||
| ϿƼ ˾ 绰 139 1005 28 44 | K572PA1A | ŷIƷ | 10/11 + | 10280 | ܴ š١ dz37.comʵʱͼ & PD .. | 5-10 | ||
| ϿƼ ˾ 绰 139 1005 28 44 | K572PA1B | ŷIƷ | 10/11 + | 10281 | ܴ š١ dz37.comʵʱͼ & PD .. | 5-10 | ||
| ϿƼ ˾ 绰 139 1005 28 44 | К572ПВ1 | ŷIƷ | 10/11 + | 10282 | ܴ š١ dz37.comʵʱͼ & PD .. | 5-10 | ||
| гϴ ˾ 绰 0755-23956875 \ 23956877 | K572 | TOSHIBA | 2011+ | 10324 | К-3П | ȫԭ װֻ | 5-10 | |
| ŵӿƼ ˾ 绰 0755-23919941 | K572 | TOSHIBA | 19+ | 986000 | К-3П | һ 棬 Ӧ | 5-10 | |
| ܿ Ƽ ˾ 绰 13 | K572 | ŷIƷ | 10/11 + | 8320 | ܴ š١ dz37.comʵʱͼ & PD .. | 5-10 | ||
| ܿ Ƽ ˾ 绰 13 | K572 | Коммутатор | I10 / 11 + | 8983 | / | ѯDZ37.COM ԭ װ 10 걣 ֤ | 5-10 | |
| о ܿ Ƽ ˾ 绰 0755-23487994 | K572 | TOSHIBA / ֥ | 20+ | 23600 | К-3П | ԭ װֻ һʮ۸ƣ | 5-10 | |
| Ϻ 봴 Ƽ ˾ Ϻ ൺ.. Ϻ ൺ 绰 021-6215365613552781057ൺ 0 .. | K572 | TOS | 21+ | 8000µ | К-3П | ƿ 桿 ר ҵȫ ֻ ؼ | 5-10 | |
| ϺӿƼ ˾ Ϻ 绰 18766456778/18621561027 | K572 | TOS | 13+ | 8360 | К-3П | ȫԭ װֻ / | 5-10 | |
| ˼Ƽ ˾ 绰 086-0755-83264115 | K572 | TOSHIBA | 12+ | 10000 | К-220 | ȫԭ װ Ʒ˾ ֻ Ӧ | 5-10 | |
| Ϻ ڸ ӿƼ ˾ Ϻ 绰 13764057178 // 15821228847 //.. | K572 | TOSHIBA | ԭ װ ROHS | 3819 | К-3П | ԭ װֻ Ϻ 棡 ר ӪԪ | 5-10 | |
| Ϻ ڸ ӿƼ ˾ Ϻ 绰 13764057178 // 15821228847 // .. | K572 | TOSHIBA | ԭ װ ROHS | 3819 | К-3П | ԭ װֻ Ϻ 棡 ר ӪԪ | 5-10 | |
| оӣ ۣ ˾ 绰 0755-61329716 / 13927482710 | K572 | TOSHIBA | ROHS | 3819 | К-3П | ֻ ԭ װ 棡 ӭѯ | 5-10 | |
| ȫѡ ѡǰĶѡ ԶԶ Ʒѯ ۣ | ||||||||
