A/D a D/A převodníky

1. A/D a D/A převodníky Automatizační technika

2. Analogově digitální převodník • (zkratky A/D, v angličtině i ADC) je elektronická součástka určená pro převod spojitého (neboli analogového) signálu na signál diskrétní (neboli digitální). • Důvodem tohoto převodu je umožnění zpracování původně analogového signálu na číslicových počítačích.

3. Komparační analogově-číslicové převodníky • Jedná se o nejrychlejší AD převodníky s dobou převodu asi 10 ns. • Zde se porovná v jednom taktu měřené napětí s řadou referenčních napěťových úrovní vzhledu k měřenému napětí Ux a převede se do dvojkového kódu. • Každé referenční úrovni je přiřazen jeden napěťový komparátor, takže pro n-bitový převodník je třeba 2n-1 napěťových komparátorů.

5. Integrační AČP s dvoutaktní integrací • Tento typ převodníku se často používá v multimetrech. • Vlastní převod probíhá ve dvou taktech. Na začátku měřícího cyklu je integrační kondenzátor vybitý a čítač vynulovaný. V prvním taktu je na vstup integrátoru přivedeno vstupní napětí a čítač čítá impulsy krystalového generátoru. Absolutní hodnota napětí na integrátoru se zvyšuje se strmostí danou velikostí vstupního napětí. Tento děj probíhá tak dlouho, dokud nedojde k zaplnění čítače (přetečení). V okamžiku přetečení čítače (všechny výstupy jsou ve stavu L) je zahájen druhý takt, přepne se přepínač a na vstup integrátoru se připojí referenční napětí opační polarity, než je vstupní napětí. Absolutní hodnota výstupního napětí integrátoru se zmenšuje. Jakmile dosáhne nulové hodnoty, překlopí komparátor a tím se ukončí převod.

7. D/A převodníků • D/A převodníky zajišťují převod vstupní číslicové informace (datového slova) na výstupní analogový signál, obvykle na odpovídající hodnotu elektrického napětí (méně často elektrického proudu). • Na výstupu převodníku však nemůžeme nastavit libovolnou hodnotu analogového signálu, výstupní signál je schodovitý, jeho hodnoty mohou nabývat pouze diskrétních hodnot.

8. Tříbitový D/A převodník s váhovoustrukturou odporové sítě • Řídicí veličinou je vstupní datové slovo, předávané prostřednictvím datové sběrnice. • Jednotlivé bity vstupního slova s váhou 20, 21, 22, … , 2n ovládají jednotlivé elektrické přepínače, které mají v sérii odpory o takových hodnotách, že každá další hodnota je vždy dvojnásobkem předcházející.

9. Tříbitový D/A převodník s příčkovoustrukturou odporové sítě • Vstupní proud z referenčního zdroje napětí se dělí v každém uzlu a odpovídá dvojkové váze. • Jelikož odpory mají stejnou, resp. srovnatelnou hodnotu, mohou být vyrobeny stejnou technologií, čímž dosáhnem snadněji jejich stejnou toleranci a teplotní závislost. • Struktura odporové sítě je uspořádána tak, že příspěvek každého následujícího bitu nalevo od každého uzlu je R. • V důsledku toho příspěvek následujícího bitu k výstupnímu analogovému napětí se vždy zmenšuje s násobkem 0,5. Pomocí principu superpozice dostaneme stejný vztah pro výstupní analogové napětí jako v předchozího převodníku