Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Входной двоичный код преобразуется дешифратором 8к25б в позиционный'::: код, управляемый ключами. и Рис.18.12. Структурная (а) и упрощенная схема (б) цифрового потенциомегра 248 на сопротивления 1, 10, 50, 100 кОм. Напряжения питания от 2,7 до 5,5 В, по,', '.,'.-... требляемый ток — 5 мкА. Напряжение на выводах потенциометра не должно выходить за границы напряжения питания. Потенциометры обладают низким к~ эффициентом нелинейных искажений -0003 % и шумом. Они отличаются ннз„ кой потребляемой мощностью, низким "сопротивлением подвижного контах„.:.;..": та" — 50 Ом, высокой точностью и линейностью перестройки — 0,5 шага, Основными областями применения цифровых потенциометров яцляются ..',"( перестраиваемые фильтры, линии задержки, времязадающие цепи; схемы пе.
',:.,: рестройки коэффициента передачи, усиления, уровня; согласование импелан. сов и замена механических потенциометров. 18.б. ЦАП прямого цифрового синтеза ЦАП часто используются для синтеза сигналов специальной формы — '-" сннусондальной, пилообразной, прямоугольной. Кромеэтого, в коммуникаци-'.:.' онных схемах необходимо синтезировать сигналы множества частот с высо-',::; кой стабильностью и точностью на одном или большем количестве опорньж '",, частот. Ранее для этого применялось переключение и смешивание частотных .': сигналов от группы кварцевых генераторов.
Другие методы предусматрнвалн.':... использование цепей фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). В связи с широким распространением цифровых методов в настоящее';;::, время получил метод прямого цифрового синтеза (ПЦС). Метод ПЦС можно- рассмотреть на примере системы прямого цифрового синтеза (рис.18.15). Рис.18.! 5. Функциональная схема системы прямого цифрового синтеза В этой упрощенной схеме стабильный генератор тактового сигнала управляет с помощью адресного счетчика программируемым ПЗУ, который хранит гщвн.'; или более целое число циклов синусоидального сигнала (или другого сигнала-,:.
произвольной формы). Для уменьшения необходимого объема ППЗУ зачастую в, ",: него записывается информация только о четверти периода синусоидальногг' сиг".':::. 250 '„1:.".-': " Помвретого, как адресный счетчик проходит через каждую ячейку памяти, :„2,"',~!"-': " ' 'срсвру2ощая цифровая амплитуда сигнала из каждой ячейки поласр ся на цАп, ' '" ь)й:„.в свою очередь, воспроизводит аналоговый выходной сигнал + ° , '-,'„- цбзьязи с дискретной природой ПЦС методу присущи погрешности, ха ~!;::~:;~уынедля АЦП: шум квантования, наложение спектра, для такого ЦАП на ':,-~~":'~1двидобходим фильтр низких частот.
Основной проблемой этой простой ',:.::;:~~"'внсдемы состоит в том, что выходная частота может быль изменена толь :.':;:~и~см изменения частоты задающего генератора или посредством пере '"':~~"'" ".,"вммирования ППЗУ, что делает систему недостаточно гибкой ', ':.'.,"(;., '-," Яв'практике ПЦС-системы осуществляют эту функцию более гибким и ,"; ~иииым способом, используя цифровую схему, называемую генерато- 2'":;;;;:~'С2,.цннф2'рОВЫМ УПРавлением.
Функциональная схема такой системы пред- ,;;:; рьяэ2пснии иа рис. 18.16. ::-'.;.-";!'"' Счпдержимое сумматора фазы обновляется однократно за каждый такто .,* '::'~й:.м2гя, каждь2й раз при обновлении сумматора фазы цифровое число м, ';:-~д3урнреииое в регистре приращения фазы, добавляется к числу в сумматоре ;:!; фй', ьз1Ксли сумматор является 32-разрядным, для полного цикла обновления 7 32 .- -"'!~24йй1а2трра фазы требуется 2 тактовых циклов, после чего цикл повторяется ":-~;, „'':;,. Меченное значение выходного сигнала сумматора фазы служит адресом таб- "::--:"~~)3рйдрадаиия синуса (или косинуса). таблица поиска содержит информацию, соо 2 .',,„:;11вуФщйэш)чо амплитуде для одного полного цикла синусоидального срп нала РРР Р РРФ рр рр ФНН 16, ПЦС ЦАП, использующий генератор с цифровым управлением Двя и-разрядного сумматора фазы (в больщинстве ПцС-систем значежит в диапазоне от 24 до 32) существует 2"' значений фазы.
Число М в е приращения фазы представляет собой величину, .на которую текущее е фазы увеличивается в каждом тактовом цикле. Если гс — частота извини, то выходная частота синусоидального сигнала равна 6 = М /С / 2а. 251 Разрешающая способность системы по частоте равна 1с '2". При л=,2. '' ' разрешающая способность больше, чем один к четырем миллиардам. В ре.'-;,.'г альной ПЦС-системе не все разряды от сумматора фазы используются лля", '.
выбора значений из таблицы. оставляются только первые 12-1б старших раз-.'.,'-. рядов, тогда как младшие разряды игнорируются. Это уменьшает размер таб.::; лицы и не ухудшает разрешающую способность по частоте. Описанная ПЦС-система представляет собой гибкое решение с высок~8 разрешающей способностью. Частота может быть мгновенно изменена бе,.,:-, искажения фазы простым изменением содержимого М-регистра.
В качестве примера ПЦС-системы можно привести микросхему АР9850',,"; фирмы Апа1о8 Речсе, солержащую 32-разрядный сумматор фазы и 10-ти раз.:, рядный ЦАП. Загрузка приращений фазы осуществляется по 8-ми разрядной:- ':.,: шине данных побайтно в четыре входных регистра. Память содержит таб шцу'",-':.' синусов. Максимально допустимая частота составляет 125 МГц. При зтом', .-':..-.' разрешение по частоте составляет 0,029! Гц. 18.7. Параметры ПАП В настоящее время ассортимент выпускаемых микросхем ЦАП доволь.-,' "':",, но широк. Поскольку все они обладают различными характеристиками, необ. -'::: ходимо понимать физический смысл параметров ЦАП, приводимых в техни-',:,' ческой документации и справочниках.
Стаглические параметры ЦАП. Допустим, на входы ЦАП подается двоичный код, значения которого меняются от минимального до максимального с а~а-::.': гом, равным 1. Этот входной код преобразуется в дискретные значения выходной;::„;;. аналоговой величины. Совокупностью значений выходного сигнала ЦАП И~ахв -, "'.: Рис.18Л 7. ЦАП прямого цифрового синтеза АР9850 252 -";.'-:«--::~'ймости от входного кода 1з называется статической характеристикой :;;,, ""'щурвзования 9 отсутствие аппаратных погрешностей средние точки ступенек расположе'"".;;:,!''11'екгхлвальной прямой ! 1рис, 18.
! 8), которой соответствует идеальная характерно "" "~сербразования. Реальная характеристика преобразования может существенно ;. ',;;::.~~818ятьея от идеальной размерами и формой ступенек, а также расположением ,":;.'' зьмвсв!Зстн координат. Точность определяется отклонением действительной вы "!:;,,~ой'диалоговой величины от ее теоретического значения. на точность ЦАп '"„!: ц~ф~увначения основных параметров и температурные дрейфы; эталонного нс -„'--'!!~~ь~1$йьяе, Суммирующего усилителя, резистивной схемы и аналоговых ключей "18Оз)йчественного описания этих различий существует целый ряд параметров ~; Разрядносгпь — число символов кода, необходимое для того, чтобы в ';"' ф~~1!~анной системе счисления 1как правило, в двоичной) выразить номи':::;:1!я)ййпгокЧИСЛО КВаНтОВ ! Коне~ная У„„ и„ о ~ ~ь! 0 Рис, 18.18.
Статическая характеристика преобразования ЦАП '2г Разрешающая способность — прирашение Цанх при преобразовангт -.';;;.~~Ф$6ьзх значений Е>ь т.е. отлнчаюшихся на единицу МЗР. Это прирашенне '-'.;;::,!'„:ввй)етсяшагом квантования. Для двоичных кодов преобразования номиналь- -!:,,'~!)11вйачение шага квантования й = упш I 23-1, где ей~и — номинальное макси ::.,":;я)е)зв)йод'выходное напряжение ЦАп (напряжение полной шкалы), м — разряд';!:,':~ФИ6~П. Чем больше разрядность преобразователя, тем выше его разреша- -";~Ф'способность ".;;.'.„:::,";*:.: 'У;.Лбгрешность полной шкалы — относительная разность между реаль .';е~~ииАеальным значениями предела шкалы преобразования при оз сутствии ::;!~ему!Фния нуля, елгд = (елшlЦ,дт) 100аа Ооерешность полной шкалы является мультипликативной составляюшей :'з;.:~йпогрептности, Иногда указывается соответствуюппли числом единиц МЗР 253 Конел иковы .к Ф ввв в10 007 ои мв 101 ив ш Цифровой код Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
