D/A Prevodník R^n: Rozdiel medzi revíziami
| Riadok 12: | Riadok 12: | ||
Ak R<sub>0</sub> = R , potom sa tento vzťah zmení na tvar | Ak R<sub>0</sub> = R , potom sa tento vzťah zmení na tvar | ||
| − | <math>U_o = | + | <math>U_o =-R_f(i_7b_7+...+i_0b_0)= -\frac{R_F}{R}.U_{REF} (b_7 + \frac{b_6}{2}+\frac{b_5}{4}+\frac{b_4}{8}+\frac{b_3}{16}+\frac{b_2}{32}+\frac{b_1}{64}+\frac{b_0}{128})</math> |
to znamená, že plný rozsah D/A prevodníka (FSR) je v takomto prípade rovný hodnote referenčného napätia U<sub>r</sub>. | to znamená, že plný rozsah D/A prevodníka (FSR) je v takomto prípade rovný hodnote referenčného napätia U<sub>r</sub>. | ||
| Riadok 22: | Riadok 22: | ||
| − | Z vlastnosti ideálneho operačného zosilňovača vyplýva | + | Z vlastnosti ideálneho operačného zosilňovača vyplýva <math>i=i_7b_7 + i_6b_6 + i_5b_5 + i_4b_4 + i_3b_3 + i_2b_2 + i_1b_1 + i_0b_0 = -\frac{U_0}{R_f}</math> , kde b<sub>n</sub>=1 pre zapnutý vypínač a b<sub>n</sub>=0 , pre vypnutý vypínač. |
| + | |||
| + | <math>i_7 = \frac{U_{REF}}{2^0.R}, i_6 = \frac{U_{REF}}{2^1.R},... i_n = \frac{U_{REF}}{2^{7-n}}</math> | ||
| + | |||
| + | A z toho: | ||
| + | |||
| + | <math>U_0 = -R_f(i_7b_7+...+i_0b_0)=-\frac{R_F}{R} U_{REF}(b_7+\frac{b_6}{2}+\frac{b_5}{4}+\frac{b_4}{8}+\frac{b_3}{16}+\frac{b_2}{32}+\frac{b_1}{64}+\frac{b_0}{128})</math> | ||
| + | |||
| + | <math>U_0=-\frac{R_F}{R} U_{REF}\sum_{n=0}^7 \frac{b_n}{2^{7-n}}</math> | ||
| + | |||
| + | Koeficienty '''2<sup>n</sup>''' určujú váhu jednotlivých rezistorov. Rezistor s najmenšou váhou je 2<sup>7</sup>R (preteká ním najmenší prúd) a s najväčšou je 2<sup>0</sup>R . LSB je bit s najmenšou váhou a MSB je bit s najväčšou váhou. Presnosť prevodníka ovplyvňuje stabilita referenčného napätia U<sub>{REF}</sub> a teplotná stabilita odporovej siete. V prvom rade sa musia dodržať presné hodnoty odporov, čo sa ťažšie realizuje. | ||
| + | |||
| + | Z toho dôvodu sa častejšie využívajú prevodníky realizované pomocou rezistorovej siete '''R-2R'''. | ||
Verzia zo dňa a času 15:28, 16. máj 2010
D/A Prevodník R^n
Prevodníky s odporovou sieťou RN, patrí medzi paralelné D/A prevodníky, ktoré využívajú metódu váhovania.
Paralelné D/A prevodníky sa vyznačujú tým, že koeficienty a1 – an číslicového vstupného slova sú k dispozícii súčasne. Hodnotám 0 a 1 týchto koeficientov zodpovedajú polohy prepínačov D/A prevodníka. Rýchlosť prevodu paralelných D/A prevodníkov môže byť veľmi vysoká. Určuje ju doba zopnutia a rozopnutia analógových spínačov, trvanie prechodných javov v odporovej sieti prevodníka a rýchlosť sumačného zosilňovača. Doba ustálenia bežných D/A prevodníkov sa udáva v jednotkách až desiatkach mikrosekúnd, rýchle D/A prevodníky dosahujú hodnoty rádovo jednotiek až desiatok nanosekúnd.
Principiálne najjednoduchší paralelný D/A prevodník používa metódu sčítavania (váhovaných) prúdov podľa obr. 1. Pre výstupné napätie prevodníka platí
[math]U_o =U_r.R_0 \sum_{i=1}^N \frac{a_i}{2^i.R}[/math]
Ak R0 = R , potom sa tento vzťah zmení na tvar
[math]U_o =-R_f(i_7b_7+...+i_0b_0)= -\frac{R_F}{R}.U_{REF} (b_7 + \frac{b_6}{2}+\frac{b_5}{4}+\frac{b_4}{8}+\frac{b_3}{16}+\frac{b_2}{32}+\frac{b_1}{64}+\frac{b_0}{128})[/math]
to znamená, že plný rozsah D/A prevodníka (FSR) je v takomto prípade rovný hodnote referenčného napätia Ur.
Hlavným nedostatkom D/A prevodníkov so sčítavaním prúdov je veľký rozsah hodnôt odporov, čo spôsobuje problémy pri ich realizácii, ale najmä horšiu teplotnú a časovú stabilitu, a teda menšiu presnosť týchto prevodníkov.
Z vlastnosti ideálneho operačného zosilňovača vyplýva [math]i=i_7b_7 + i_6b_6 + i_5b_5 + i_4b_4 + i_3b_3 + i_2b_2 + i_1b_1 + i_0b_0 = -\frac{U_0}{R_f}[/math] , kde bn=1 pre zapnutý vypínač a bn=0 , pre vypnutý vypínač.
[math]i_7 = \frac{U_{REF}}{2^0.R}, i_6 = \frac{U_{REF}}{2^1.R},... i_n = \frac{U_{REF}}{2^{7-n}}[/math]
A z toho:
[math]U_0 = -R_f(i_7b_7+...+i_0b_0)=-\frac{R_F}{R} U_{REF}(b_7+\frac{b_6}{2}+\frac{b_5}{4}+\frac{b_4}{8}+\frac{b_3}{16}+\frac{b_2}{32}+\frac{b_1}{64}+\frac{b_0}{128})[/math]
[math]U_0=-\frac{R_F}{R} U_{REF}\sum_{n=0}^7 \frac{b_n}{2^{7-n}}[/math]
Koeficienty 2n určujú váhu jednotlivých rezistorov. Rezistor s najmenšou váhou je 27R (preteká ním najmenší prúd) a s najväčšou je 20R . LSB je bit s najmenšou váhou a MSB je bit s najväčšou váhou. Presnosť prevodníka ovplyvňuje stabilita referenčného napätia U{REF} a teplotná stabilita odporovej siete. V prvom rade sa musia dodržať presné hodnoty odporov, čo sa ťažšie realizuje.
Z toho dôvodu sa častejšie využívajú prevodníky realizované pomocou rezistorovej siete R-2R.
