Компьютерная схемотехника
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
ид, приведенный на рисунке 10.34.
Рисунок 10.34
Если Uип = +5В, то выходы ТТЛ схем могут соединяться с цифровыми входами ЦАП напрямую без согласующих элементов. Но при этом справочные параметры схемы ухудшаются. Не задействованные цифровые входы ЦАП необходимо заземлять.
10.3.2.2 Расчет ЦАП К572 ПА1
В БИС ЦАП К572 ПА1 выполняется условие:
R=Roc и n=10.(10.25)
Поэтому выражения (10.21, 10.22, 10.23) принимают вид:
(10.26)
(10.27)
Коэффициент передачи ЦАП:
(10.28)
При Uоп=-10,24 В:
(10.29)
(10.30)
Если на вход данного ЦАП поступает 8-разрядный двоичный код, то возможны несколько вариантов использования микросхемы:
1-й данные подаются на 8 входов, соответствующих младшим разрядам входного ДК, а оставшиеся старшие два входа заземляются. В этом случае коэффициент передачи равен 10 мВ/МЗР, а диапазон изменения выходного напряжения от 0 до 2,55 В.
2-й заземляются два входа, соответствующие младшим разрядам входного ДК, а на оставшиеся старшие входы подаются входные цифровые сигналы. В этом случае коэффициент передачи равен 40 мВ/МЗР, а диапазон изменения выходного напряжения: от 0 до (40*255 [MЗР])=10200 мВ = 10,2 В.
10.3.3 ЦАП MAX506
На сегодняшнем рынке микросхем представлен широкий спектр СБИС ЦАП, среди которых распространенными являются микросхемы фирмы MAXIM.
Ниже рассмотрена современная СБИС ЦАП фирмы MAXIM - МАХ506, выполненная по КМОП технологии. Она представляет собой четырехканальный 8 битовый ЦАП, а также выполняет функции шинного формирователя, регистров и схемы согласования уровней (см. рисунок 10.1).
10.3.3.1 Описание микросхемы MAX506
MAX506 может работать как от источника питания +5В, так и от двухполярного источника 5В.
Потребляемый входной ток: 1мА при логических уровнях КМОП на цифровых входах и 2мА при ТТЛ.
Скорость изменения выходного сигнала: 0.7В/мкс
Время установления выходного сигнала: 6мкс
Диапазон рабочих температур: от -40С до +85С.
Суммарная погрешность преобразования - 1МЗР.
Внешний вид микросхемы и ее функциональная схема приведены соответственно на рисунках 10.35 и 10.36.
Рисунок 10.35
Рисунок 10.36
Схемы цифро-аналоговых преобразователей построены на обратной R-2R резисторной матрице (рисунок 10.38).
Адресные входы А0 и А1 в соответствии с таблицей 10.3 выбирают (определяют) какой из четырех ЦАП получает информацию с шины данных и осуществляет преобразование в данный момент времени. Когда на входе WR (запись) присутствует логический нуль (активный сигнал), входная информация запоминается в одном из четырех регистров-защелок, где хранится до следующей записи. Таблица 10.3 в схеме MAX506 реализована с помощью входной логики, включающей три инвертора и четыре трехвходовых конъюнктора.
Таблица 10.3 Адресация ЦАП MAX506
A1AOСостояние защелкиHXXВходные данные изолированы от защелокLLLВходная защелка ЦАП A прозрачнаLLHВходная защелка ЦАП B прозрачнаLHLВходная защелка ЦАП C прозрачнаLHHВходная защелка ЦАП D прозрачнаH - высокое состояние, L - низкое, X - не учитывается.
Схема MAX506 содержит 4-ре непосредственных ЦАП с выходом по напряжению, включающих обратную R-2R матрицу с суммированием напряжений (рисунок 10.38).
С помощью матрицы резисторов цифровое 8-разрядное слово, записанное в резистор-защелку, преобразуется в эквивалентное аналоговое напряжение, пропорциональное приложенному эталонному напряжению VREF.
Ниже приводится описание выводов MAX506 (таблица 10.4).
Таблица 10.4 - Описание выводов микросхемы МАХ506
Номер выводаИмяНазначение1VOUTBАналоговый выход В2VOUTAАналоговый выход А3VSSОтрицательное питание -5.5В до 0В4VREFОпорное напряжение5AGNDЗемля для аналоговых сигналов6DGNDЗемля для цифровых сигналов7D7Бит 7 входного двоичного кода8D6Бит 6 входного двоичного кода9D5Бит 5 входного двоичного кода10D4Бит 4 входного двоичного кода11D3Бит 3 входного двоичного кода12D2Бит 2 входного двоичного кода13D1Бит 1 входного двоичного кода14D0Бит 0 входного двоичного кода15WRИспользуется для записи данных во входной регистр-защелку преобразователя, выбранный сигналами А0 и А116A1Бит 1 адреса выбора ЦАП17A0Бит 0 адреса выбора ЦАП18VDDПоложительное питание +4.5…+5.5В19VOUTDАналоговый выход D20VOUTCАналоговый выход C
Временные диаграммы работы микросхемы МАХ506 приведены на рисунке 10.37.
Рисунок 10.37
Рассматриваемая микросхема может работать в однополярном (таблица 10.5) или биполярном режиме (таблица 10.6).
Таблица 10.5 Однополярная кодовая таблица MAX506
Содержимое ЦАПАналоговый выходСтаршие битыМладшие биты1111111110000001100000000111111100000001000000000В
Таблица 10.6 Биполярная кодовая таблица MAX506
Содержимое ЦАПАналоговый выходСтаршие битыМладшие биты1111111110000001100000000В011111110000000100000000
10.3.3.2 Расчет ЦАП MAX506
Микросхема MAX506 содержит ЦАП, использующий режим работы суммирующего элемента, близкий к холостому ходу (операционный усилитель суммирует напряжения, рисунок 10.38).
Рисунок 10.38
Различают ЦАП, суммирующие токи, и ЦАП, суммирующие напряжения. К первой категории относится рассмотренный выше ЦАП К572 ПА1 (раздел 10.3.2). Микросхема MAX506 относится к преобразователям второй категории.
По сравнению с ЦАП, который суммирует токи, в MAX506 используется обратное включение входа и выхода матрицы R-2R.
На входы а0, а1,а2,…,аn-1 поступают