Взвешенная схема, управляющая напряжением

Взвешенная схема управляющая, напряжением приведена на рис. 6.10 и состоит из аналоговых ключей S₁-S_n, источника эталонного напряжения Е_оп и высокоточных резисторов.

Рисунок 6.10 — Взвешенная схема управляющего напряжением

Работа схемы основана на ом, что когда к-ый разряд равен 1, то ключ S_к подключается к Е_оп, а если к-ый разряд равен 0, то ключ S_к подключается к общей шине и данный разряд не участвует в формировании выходного напряжения. Величина G выбирается так, чтобы вклад каждого последующего разряда в формировании выходного напряжения уменьшался вдвое.

Когда к-разряд равен 1, его вклад формирование выходного напряжения рассчитывается по формуле:

,

где G_к — проводимость к-ой ветви;

G_а — параллельное включение всех проводимостей, которые подключены к общей шине;

G_S — суммирующая проводимость (выходная проводимость ЦАП).

Параллельное соединение всех проводимостей, кроме G_S определяется выражением:

.

Применяя принцип суперпозиции, т.к. система является линейной, получаем после преобразований U_вых при любом коде:

,

где А_к=1, если к-ый разряд =1;

А_к=0, если к-ый разряд =0

Выходная проводимость всей системы постоянна и определяется выражением:

;

Тогда значение полного выходного напряжения ЦАП составит:

Данная декодирующая схема имеет преимущество, заключающееся в том, что она содержит минимальное число прецизионных резисторов по сравнению с другими декодирующими схемами, однако проигрывает тем, диапазон номиналов прецизионных резисторов велик. Это оказывает ограничение на способ изготовления резисторов. Диапазон номиналов прецизионных резисторов составляет 2ⁿ–1.

Цепная схема, управляющая напряжением (ячейка типа R-2R)

Цепная схема, управляющая напряжением, приведена на рис. 6.11. Такая схема имеет только два значения номиналов прецизионных резисторов R и 2R.

Схема является линейной, поэтому аналогично рассмотренной взвешенной схемы получим U_вых при любом коде:

,

где А_к=1, если к-ый разряд =1;

А_к=0, если к-ый разряд =0

Рисунок 6.11 — Цепная схема, управляющая напряжением

Выходная проводимость и сопротивление ЦАП постоянны и определяются выражениями:

Общая конфигурация ЦАП с декодирующей схемой приведена на рис.6.12.

Рисунок 6.12 — Общая конфигурация ЦАП с декодирующей схемой

Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и аналого-цифровые преобразователи (АЦП) выпускаются в интегральном исполнении. На рис. 6.13. приведен ЦАП серии 572 в интегральном исполнении (К572ПА2), а на рис. 6.14 — АЦП в интегральном исполнении (К572ПВ3).

Рисунок 6.13 — ЦАП в интегральном исполнении

Рисунок 6.14 — АЦП в интегральном исполнении