Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 44
Текст из файла (страница 44)
18.19. Линейная погрешность шкалы на единицу МЗР 4. Погрешность смешения нуля — значение свих, когда входной код ЦАЦ: ':-'-', равен нулю. Является аддитивной составляюшей полной погрешности. Обьль -".:;. но указывается в милливальтах Или в процентах от полной шкалы: 5си = Ясий !Глад 200%. 'о о Ф з 3 8 о с в к ч вв вч аквпы офровои ко 0,5 мзн Рис. 18,20. Передаточная характеристика ЦАП со сдвигом нуля на 0.5. МЗР " 5. Нелинейность — максимальное отклонение реальной характеристики ..:,';.:, преобразования Уввн (В) от оптимальной.
Оптимальная характеристика нахо '.::.: дится эмпирически так, чтобы минимизировать значение погрешности велш!си".::-:::;! ности. Нелинейность обычно определяется в относительных единицах, но в справочных данных приводится также и в единицах МЗР. Для характерисгнхи приведенной на рис. 18,21: 254 Д„= (анl С'„цД 100;о -; '--,:; ' з2йфференциальная нелинейность — максимальное ,":,.~~)а)скуклонения реальной характеристики преобразав ;." ';:-~анойтцри переходе от одного значения входного кода ';"; .".'~~нейе. Об1ячно определяется в относительных един ,, "-;-~" актеристики, приведенной на рис.18 21 д,тк = Ф Немо) ' СЫ 300Ь изменение (с уче гом я икы, (И) о ик другому смежному ицах или в ЕМР.
Для Конец шкалы ооо о1о оо1 он 1оо ~а~ оо Цифровой код :-'::~е,:18,21, Передаточная характеристика ЦАП с пелинейностъю д0.5.МЗР ":,;;-'::;,:.,6:.кЧонокионность характеристики преобразования — возрастание1умень- ':1;,-:"'хйчвзгед) выходного напряжения ЦАП ййвкок (В) при возрастании (уменьшении) ,=;-,:ФЯ)~нооГо кода 21.
Если дифференциальная нелинейносзь больше относительно~ о ".;.'!..' ~ФФввантования лу Ъш, то характеристика преобразователя немо нотонна Конец шкалы 'Т '. '",, -:ък о Цифровой код -'-' -;~В',18.22. Немонотонная передаточная характеристика ЦАП (нелинейность должна быть больше ~ 0.5 МЗР) 255 в о О о о О С О о 3 Ю в Ф о о С 7, уемпературная нестабильность ЦАЛхаракгеризуетсятемпературнымн коэффициентами погрешности полной шкалы и погрешности смещения нуля, 8.
Диапазон изменения напряжении ~Т~~ ияи тока Л) — полная шкала изменения напряжения от О до ьУвьмиххс или тока от О до 1виххмвс. 9. Ленное выходное сопротивление ЛАЛ Яввьх определяется со стороны вььходных зажимов. Оно зависит в основном от выходного сопротивления суммирующегоо усилителя и имеет порядок сотен Ом. Погрешности полной шкалы и смещения нуля могут быть устранены калпб ровкой 1подстройкой), Погрешности нелинейности простыми средствами устранить нельзя. Динамические параметры ЦАП.
Динамические параметры ЦАП определяются по изменению выходного сигнала при скачкообразном изменении входного кода, обычно от величины «все нули» до «все единицы» (рис. 18.23), 1)вь Рис.18.23. Переходная характеристикаЦАП В Время установления, гхсг — интервал времени от момента изменения входного кода (на рис. 18.23 ) до момента, когда в последний раз выполняется равенство ~1хвых - Упи| = Н 1 2. 2. Скорость нарастания — максимальная скорость изменения 1хвь~х ф ьо время переходного процесса. Определяется как отношение приращения х)1."'вг ко времени А, за которое произошло это приращение.
Обычно указывается в технических характеристиках ЦАП с выходным сигналом в виде напряжеиих У ЦАП с токовым выходом этот параметр в большой степени зависит от типа выходного ОУ 256 3. Часглота обновления — максимальная частота, с которой может про исходить смена содержимого входных регистров ЦАП Применение ЦАП в различной радиоэлектронной аппаратуре, прежде '':;: 'всего, непосредственно связано со скоростью преобразования, значение ко.юрой определяется временем усгановления.
Требуемые значения с короста преобра.'Зоввиия изменяются в диапазоне от нескольких герц до десятков мегагерц в зависимости от области применения ЦАП. В связи с этим применяют время .установления как классификационный параметр для разделения 11АП на группы йрхедиего, высокого и сверхвысокого быстродействия, характеризуемые со ,;.: ответственно значениями времени установления в пределах 20.. 11 1...О,1, ', 6;:1;,.0,01 мкс ГЛАВА 29 АНАЛОГО-ЦЙФРОВЫК ПРКОБРАЗОВАТКЛИ 19Л. Общие полозкеиия Процедура аналого-цифрового преобразования непрерывного сигнала представляет собой преобразование непрерывной функциц напряжения !?!?) в ".,:.
последовательность чисел !У!?л?, где л = О, 1, 2 ..., отнесенных к некоторым фиктн рованным моментам времени. При дискретизации непрерывная функция !?гй) преобразуется в последовательность ее отсчетов Ц)л), как показано на рис.18.1, а, ' .'. ь ! (~) !?!р !! !г) ц(!) с ---' -.-- —. — .." — ... э Е и С Рис. 19.1. Процесс дискретизации !а) и квантования (б) непрерывного сигнала Вторая операция, называемая квантованием, состоит в том, что мгновенные значения функции и!1) ограничивакпся только определенными уровнями, которые называются уровнями квантования, В результате квантования непрерывная функция ЬУ!) принимает вид ступенчатой кривой !?к!?), показанной на рис.18.2, б, Третья операция — кодирование представляет дискретньзе квантованные величины в виде гви фрового кода.
С помощью операции кодирования осущеспсьяется условное представление численного значения величины. Переходы от исходной функции Ц?) к дискретной и далее к квантованной по уровню сопряжены с некаю1юй потерей информации. На этапе кодирования подобные потери отсутствуют дискрегизапия сигнала заключается в регулярном взятии отсчетов его мпювенных значений, называемых выборками. Как часто требуется брать эти отсчегы, побы представить весь сигнал без потери информации? Чем меныпе интервал дискретизации, тем точнее представляется сигнал.
Однако при малом игггервзлс дискретизации необходим большой объем памяти и высокое быстродействие А ПП. ' На рис. ! 9.2 показаны примеры различного соотношения частоты сгпнала и интервала дискретизации Первый рисунок показывает, по результат будет неудовле!в н рительнььм, если частота выборок сравнима с частотой сигнала, увеличение ас го™ выборок дает значительно более достоверное представление о сигнале. 258 лн ню .,';-".ага':,.')92; Неправильный (а) и правильный (б) выбор интервала дискретизации Чаетоту взятия выборокгв определяют из теоремы Котельникова уг -" 2,6ож (19.1) где )эмхс — наибольшая частота спектра дискретизирусмого сигнала -:-.;:',:„'Дня сннусоидального сигнала выборки могут осуществляться по одной ;;;) ', -':рй1щк))ыййолупериод сигнала.
на первый взгляд, это условие не позволит ,:;.;;".-;')й)~стйНовнть первоначальный сигнал из выборок. Однако теорема справедли :;;!,;,'йр,"~зРедполагает, что сигнал, из которого взяты выборки, будет восстанав„:",;)))ьйатьея путем пропускания через фильтр низких частот с крутым срезом и ещирийой полосы, равнойумхлс. При этом из колебания будут удалены изгибы, ."'-"::,'~1)гФ6рые сформированы высокочастотными составляющими, лежащими в "Ьфйврти'спектра, лежащей выше требуемой полосы частот ;;,:, '.: -! На рнс.19.3 показано, как можно представить теорему Котельникова, :,';:-;';~феэтэтавив процесс взятия выборок, как модуляцию ;- ':;:;-':;::;::;: Колебание с частотой выборок умножается на колебания всех частот в ;:;:";,'.Фй~фзрв входного сигнала.
Результирующий спектр располагаегся по обе стороны ;.","-',"--.~ййть)уах ЕсЛи частотные составляющие этих компонентов попадают в полосу '.-:.;,': загй6 дО.,Фав.; то они накладываются на спектральные составляюшие исходного ,:.; ° ',Й~МВЛа, В этом случае исходный сигнал не может быть восстановлен.
Этот ,:,'„-; -Вдк1)р)гт носит название искажений вследствие наложения спектров. По этой прн ',,-=,,;,'.энне частота выборок )в должна, по крайней мере, вдвое превосходить частоту :.':,"-',т))акс'; якобы избежать перекрытия Р, " слек~ра~ь а еи васев 1 О 6 Рис.19.3. Спектр дискретизованного сигнала 259 Для примера, на компакт-дисках частота выборок взята равной 44,! Гц чтобы вдвое превышать полосу звукового диапазона 20 кГц с небольшим запасом Проблема наложения спектров становится яснее, если представить себе, например, что частота выборок на компакт-диске была бы всего 22 кГц.
То~..-ш при поступлении на вход АЦП звукового сигнала с частотой, например. ! 7 кГц, в результате взаимной модуляции с колебанием частоты 22 кГц возникает пар»зп г иый сигнал с частотой 5 кГц. Этот сигнал наложения является паразитным сит валом, попавшим в полосу частот звукового диапазона. Его никак нельзя будет. ",,:,,': исклю ппъ в дальнейшем последуклцей фильтрацией. По зтой причине необходи ., ' -:;. мо еше до взятия выборок подвергать аналоговые сигналы фильтрации, пред упреждающей наложение, чтобы гарантировать отсутствие в спектре сиги»ча компонентов с частотами больше /в12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
