converisa digital analogica

8/13/2019 Converisa Digital Analogica

1/12


2/12

n #igura 1 este pre'entat sc:mea de principiu a unui convertor D,A de " bii. Deoarececuv-ntul de intrare este #ormat din " bii avem 23 = 8 coduri posibile la intrare. 9iecare

din

aceste coduri produce la ieire un curent sau o tensiune proporional cu re#erina. Cea mai

mic valoare la ieire+ &n ca'ul pre'entat+ va #i dat de relaia5

=

23

nde este #actorul de ampli#icare+ valoarea la ieire curent sau tensiune/+ valoareade re#erin tensiune sau curent/. n #uncie de tipul convertorului+ de tensiune sau decurent+

putem scrie relaiile generali'ate pentru n bii+ e3plicit pentru tensiune sau curent5

=

2

pentru tensiune+ respectiv

pentru curent.

=

2

MSB LSB Viesire(8V)

9ig.1. Sc:ema de principiu pentru

convertor D,A pe " bii i tabela delegtur dintre codul de intrare iieire

Cod 7ntrare ; ; ; ;%Cod 7ntrare ; ; 1 1%

Cod 7ntrare ; 1 ; 2%

Cod 7ntrare ; 1 1 "%

Cod 7ntrare 1 ; ; $%

Cod 7ntrare 1 ; 1 (%

Cod 7ntrare 1 1 ; )%

Cod 7ntrare 1 1 1 %. Dac reducemvaloarea re#erinei se reduce implicit i valoarea !S+ obin-nd o ieire cu valori multmai precise.

6e'oluia unui DAC este dat de numrul de bii la intrare+ &n e3emplu #iind de ".6e'oluia mai poate #i de#init i ca cea mai mic valoare la ieire. De obicei se#olosete prima de#iniie.


3/12

ntrebri5

1. n DAC pe 12 bii are la ieire5a. 2() valori

b. 1;2$ valori

c. $;( valorid. 0icun rspuns nu este corect

65 $. 0iciun rspuns nu este corect2. n DAC pe 12 bii cu o re#erin de 2% are o intrare ce descrete cu 1!S. 7eirea va5

a. Crete cu apro3imativ $>( m%b. Crete cu apro3imativ $>> m%c. Crete cu apro3imativ $;m% d. 0iciun rspuns nu estecorect

65 d. 0iciun rspuns nu este corect". 6e'oluia unui DAC este5a. 0umrul de bii laintrare

b. Dimensiunea !Sc. Ambele sunt corected. 0icunul nu este corect

65".Ambele sunt corecte$. Dac vorbim de re'oluia unui DAC ne re#erim la numrul de bii la intrare?

a. Adevrat

b. 9als65 a. Adevrat

Deoarece re'ultatul este e#ectul multiplicrii curentului,tensiunii de re#erin cuvaloarea digital a intrrii+ putem spune c un DAC este un multiplicator .

Valoarea MSB i valoarea LSB

MS este @umtate din valoarea ma3im de ieire. 9iecare bit+ pornind de la MS spre!S va repre'enta @umtate din valoarea dat de cuv-ntul #ormat cu bitul din st-nga setat.

n tabelul urmtor este e3empli#icat acest lucru pentru convertorul de " bii i de > bii.

MS !S %aloarepentru re#erinta de >/1 ; ; $; 1 ; 2; ; 1 1

MS

!S %aloarepentru re#erinta de >/

1 ; ; ; ; ; ; ; $

; 1 ; ; ; ; ; ; 2; ; 1 ; ; ; ; ; 1; ; ; 1 ; ; ; ; ;+(; ; ; ; 1 ; ; ; ;+2(


4/12

; ; ; ; ; 1 ; ; ;+12(; ; ; ; ; ; 1 ; ;+;)2(; ; ; ; ; ; ; 1 ;+;"12(

n #igura 2 este pre'entat cuv-ntul digital i po'iia MS+ respectiv !S. iii dininteriorul cuv-ntului repre'int MS cu un anumit ordin dat de po'iia acestuia &n cuv-nt.

9ig.2. 4o'iia biilor MS i !S &ntrun cuv-nt digital i #actorul de multiplicare

4entru un cuv-nt digital #ormat din n bii+ valoarea !S va #i dat de relaia5

=

2

nde + + + sunt mrimea de ieire curent sau tensiune/+ #actorul de ampli#icare+re#erina curent sau tensiune/+ i re'oluia. Din relaie observm imediat dou particulariti5

Dac avem o re'oluie mare re'ult o valoare mic pentru !S

Dac avem re#erein mare avem o valoare mare pentru !S

ntrebri5

1. %aloarea MS pentru = 1 estea. 2

b. 2 1c. 2 1

d. 0iciun rspuns nu este corect65c. 2 1

2. %aloarea !S pentru = 1 este

a. 2


5/12

b.

2

c.

2 1

d. 0iciun rspuns nu este corect

65b.2

". %aloarea !S a unui DAC depinde numai dea. 6e'oluia DAC

b. %aloarea de re#erin a DACc. Ambele rspunsuri sunt adevrated. 0iciun rspuns nu este corect

65c. Ambele rspunsuri sunt adevrate

%aloarea !S depinde &n principal de valoarea re#erinei i de re'oluia DAC. Deoarece1!S

este egal cu + o preci'ie mai ridicat se obine dac vom sunt indeplinite urmtoarele2condiii+ sau ambele5

- 9olosim un convertor cu re'oluie mare- 9olosim o valoare de re#erin mai mic

9iecare metod de a obine preci'ie ridicat are de'avanta@e. n primul ca' utili'area unuiconvertor cu re'oluie ridicat implic costuri mai mari+ &n cel deal doilea prinmicorarea valorii re#erinei e3ist riscul s avem 'gomot mai mare dec-t valoarea !S.Ast#el+ alegerea unui DAC trebuie s in cont de ambele condiii i prin implementarea

adecvat se poate reduce i 'gomotul din sistemul de'voltat.

n tabelul urmtor sunt date valorile !S calculate pentru valori di#erite ale re#erineirespectiv re'oluiei.

6e'oluie 1!S1+;;% > "+;)2m%1+;;% 12 2$$+1$%2+;;% > 12(m%2+;;% 1; 1+("1m%2+;;% 12 $>>+2> %

2+;$>% 1; 2+;;;;m%2+;$>% 12 (;;+;; %$+;;% > 1(+)2(m%$+;;% 1; "+;)2m%$+;;% 12


6/12

d. 0iciu rspuns nu este corect65c. na sau ambele metode de mai sus

2. B valoare de re#erin #oarte mic poate duce la o per#orman sc'ut5a. Adevrat

b. 9als65a. Adevrat

Caracteristica de transfer a unui DAC

n convertor digital analogic are o caracteristic de trans#er dat de o #uncie liniar cuvalorile de ieire a#late &ntre re#erina negativ respectiv re#erina po'itiv. n #igura "este pre'entat caracteristica de trans#er pentru un DAC de > bii cu o re#erin de 1%.

9ig.". Caracteristica ideal de trans#er a unui DAC de > bii

*oate convertoarele D,A au o re#erin superioar po'itiv/ i o re#erinin#erioar negativ/. De obicei re#erina in#erioar negativ/ este potenialul 'ero+ masacircuitului de conversie pentru re#erina negativ de tensiune sau legarea la mas printrunre'istor pentru convertoarele cu re#erin &n curent. Ast#el+ re#erina negativ nu va #i otensiune sau un cure nt cu valoare negativ+ ci negativ comparat cu valoarea de re#erin

po'itiv. De asemnea+ nu &ntotdeauna re#erina negativ va #i 'ero+ ci poate #i o valoarepo'itiv relativ la masa circuitului/. Mrimea important este di#erena absolut dintrevaloarea de re#erin po'itiv respectiv cea negativ.

9olosind valorile de re#erin po'itiv i negativ+ respectiv #actorul de ampli#icareputem calcula gama de valori &ntre care poate varia ieirea analogic.


7/12

nde este valoarea ieirii analogice+ #actorul de ampli#icare+ + sunt

re#erinele negativ i po'itiv.

4entru = 1 relaia se simpli#ic

0otm =

Dac = 0 vom avea

0

n ca'ul DAC de > bii pentru un cod de intrare ;;;;;;;; i re#erina negativ egal cu;%vom avea la ieire valoarea ;%. 4entru un cuv-nt 11111111+ ieirea se calculea'inmulind valoarea !S cu #actorul de multiplicare corespun'tor cuv-ntului digital+ adic

=

28 1

=28

255

256

repre'ent-nd valoarea ma3im posibil &n condiii date. 4entru un cuv-nt de intrare1;;;;;;; avem la ieire valoarea

=

27=

28

128=

256

2

repre'ent-nd @umtate din valoarea ma3imposibil.

Ca'urile mai sus pre'entate sunt valabile pentru DAC cu #uncie de trans#er liniar. 83isti DACuri unde sunt implementate #uncii de trans#er de di#erite #orme+ di#erit de#uncia liniar. 9uncia logaritmic este un e3emplu+ des &nt-lnit &n electronic.

ntrebri5

". 9uncia de trans#er a unui DAC este o #uncie liniar cu valori ale ieirii cuprinse &ntre5a. ; i

b. B re#erin superioar i una in#erioarc. ; i alimentarea analogicd. 0iciun rspuns nu este corect

65b. B re#erin superioar i una in#erioar$. De obicei nu au'im sau ne g-ndim la re#erina in#erioar sau negativ a unui DAC

deoarece re#erina de tensiune este5a. ;%

b. 111c. 0u e3ist cu adevrat

d. 0icun rspuns nu este corect65a. ;%

(. ntreaga scal la ieirea unui DAC cu #acotr de ampli#icare unitar este5a. 1+;%


8/12

b. Cu un 1!S mai mic dec-t

c.


Caracteristica de ieire a unui DAC

n convertor analog digital ne arat c-t este raportul dintre valoarea la intrare i tensiuneade re#erin i putem descrie ADC ca #iind un divi'or. n convertor digital analog are laieire o valoare egal cu produsul dintre cuv-ntul digital de la intrare i valoarea dere#erin+ #iind un multiplicator. 9acotrul de ampli#icare pentru ambele tipuri de conversieeste de obicei unitar.

!a #el ca i la ADC+ unde intrarea poate #i o tensiune sau un curent+ la un DAC ieirea poate#i o tensiune sau un curent. 7mpedana de ieire a unui DAC depinde &n primul r-ndde implementare+ put-nd #i mare sau sc'ut.

ntrebri5

1. 9actorul de ampli#icare al unui DAC are de obicei valoarea 2a. Adevrat

b. 9als65a. Adevrat

2. 7eirea DAC poate #i o tensiune sau un curenta. Adevrat

b. 9als

65a. Adevrat

Tipuri de DAC

83ist mai multe moduri de a clasi#ica converotarele D,A+ &n #uncie de caracteristicile i#unciile acestuia.

n DAC poate avea la ieire un curent sau o tensiune. 4entru multe aplicaii este pre#eratun DAC cu tensiune la ieire+ dar DACurile cu ieire &n curent obinute prin acelai procesau un timp de stabili'are mult mai bun.

*oate convertoarele sunt multiplicatoare+ deoarece ele au la ieire re#erina &nmulitcu valoarea cuv-ntului de la intrare. Ma@oritatea converotarelor D,A sunt ast#el proiectates #uncionea'e bine &ntro gam &ngust a re#erinei. n DAC denumit i DACmultiplicator este un convertor special conceput s #uncione'e i dac re#erina este unsemnal alternativ. n ast#el de convertor poate #i utili'at &n aplicaii care necesit atenuareaunui semnal.

n tip de DAC multiplicator este MDAC cu un singur cadran+ unde re#erina i ieirea potlua doar valori po'itive pentru o #uncionare corect.

n alt tip de convertor multiplicator cu dou cadrane unde re#erina poate #i po'itiv+ iarieirea poate lua valori po'itive sau negative+ sau re#erina poate #i po'itiv sau negativi ieirea poate #i numai po'itiv. De obicei convertoarele multiplicatoare sunt limitate lao re#erin po'itiv.


9/12

n DAC multiplicator cu patru cadrane poate avea re#erina sau ieirea #ie poa'itive #ienegative.

n convertor multiplicator mai poate #i &nt-lnit i sub prescurtarea deMDAC.

n alt tip de convertor D,A este *rimDAC+ #olosit pentru a@ustarea valorilor de re#erin saua #actorului de ampli#icare pentru alte circuite. Acest tip este mai mult o aplicaie &n sinedec-t un ca' particular de DAC+ e3cepie #c-nd acele coonvertoare &n care re#erina ia valori#oarte mici+ deoarece ieirea nu necesit o pla@ de valori #oarte mare.

ntrebri5

1. DACurile pot #i clasi#icate dupa. *ipul de iesire

b. Multiplicator sau nuc. Ambele sunt corected. 0iciunul nu este corect

65c. Ambele sunt corecte2. n DAC multiplicator poate #i

a. Cu dou cadraneb. Cu patru cadranec. Ambele sun corected. 0iciunul nu este corect

65c. Ambele sunt corecte

Relaia dintre intrare i ieire

83ist multe sc:eme de codare binar. Codarea binar direct este de obicei cea maiutili'at la conceperea unui DAC. Mai sus am #cut analogia DAC cu multiplcatoruldeoarece ieirea este proporional cu produsul dintre cuv-ntul de intrare i valoarere#erinei. 9actorul deampli#icare i numrul de bii sunt dou valori care in#luenea' valoarea de la ieirea

DAC.

9uncia de trans#er intrareieire este dat de relaia de mai@os.

=

2

nde este #actorul de ampli#icare+ valoarea decimal a cuv-ntului de intrare+ re'oluia

convertorului+ iar este valoarea re#erinei tensiune sau curent/

83emplul 1. 9uncionarea DAC

Se dau5 DAC > bii+ cu = 1+

= 3,3+ i intrarea 11;; ;;;;b.

Se cere5 *ensiunea de ieire

Soluie5


10/12

=1

= 11001000=

200

=

2=

1 200

3,328

83emplul 2.

= 2,578125

Se d5 nDAC de > bii cu = 1+

= 3,3+ i se dorete la ieire o tensiune de 1+(;;%

ntrebare5 care este cuv-ntul binar de intrare pentru a obine la ieire valoarea dorit ? Careeste eroarea relativ a tensiunii de ieire?

Soluie5

=

2

=2

28 1,500=

3,3

= 116,3636~116= 0111 0100

Calculm pentru = 116

= 2

=

1 116 3,3

256= 1,4953125

=1,500 1,4953125

1,500= 0,003125 = 0,3125%

83emplul ".

ntrebare5 Ce parte din !S este eroarea la ieire?

4entru a rspunde la &ntrbare trebuie s tim at-t eroare c-t i valoarea !S+ iar re'ultatuleste dat de raportul dintre eroare i valoarea !S.

Soluie5

= 1,500 1,4953125= 0,0046875

3,3

1=2

= 256 = 0,01289063/


11/12

=1

0,0046875=

=

0,01289063/

= 0,3636

83emplul $.Se d5 DAC=DAC121S1;1+ = 1+

= 3,0+ i se dorete la ieire o tensiune de

1+>( i este rotun@it la o valoare 2;(

la intrarea &n DAC+ deviaia #a de ieirea ideal va #i


12/12

a. Apro3imativ >>%b. ;+1(!Sc. ;+>(!Sd. 0iciun rspuns nu este corect

65b.;+1(!S". Dimensiunea !S la ieirea unui DAC este egal cu

a.

2

b.

2

c. 2


e. 65b.

2

Caracteristicile importante ale unuiDAC

Brice produs are c-teva caracteristic care tind s #ie mai importante dec-t altecaracteristici ale produsului respectiv+ &n sensul c cel care #olosete acel produs va doris compare produsul respectiv cu un altul. 4entru un DAC cei mai importani parametriisunt5 rata de eantionare+ erorile DC+ timpul de stabili'are+ distorsiuni la ieire+ inter#aadigital+ ieire con#orm standardelor.

6ata de eantionare

Spre deosebire de ADC+ convertoarele D,A nu e#ectuea' operaia de eantionare+denumirea de rat de eantionare este ilogic. Acest parametru trebuie denumit maidegrab rat de &mprosptare update/ i arat rata cu care in#ormaia de la ieirea DACeste modi#icat. !imita acestui parametru ne indic vite'a cu care putem trimite date ctreDAC.

ntrebri

1. DAC preia date cu o vite' dat de rata de eantionarea. Adevrat

b. 9als65b. 9als

2. 6ata ma3im de &mprosptare a unui DACa. 8ste rata minim de eantionare a DAC

b. %a depinde numai de capacitatea de vite' a DACc. Ambele sunt corected. 0iciunul nu este corect

65b. %a depinde numai de capacitatea de vite' a DAC

converisa digital analogica

Documents