6icoKuu логичеспии уровень.

8-разрядное устройство

8 разрядный Ц/\11 (выход напрялсгная)

Рис. 14.10. АЦП с регистром последовательных приближений, использующий микропроцессор и ИС ЦАП-08 (а); алгоритм последовательных приближений для микропроцессора, используемого в АЦП (б).

П Г1ЛЛ

Тактовые и/ипульсы

Двоичный

Рис. 14.11. Использование двоичного счетчика и ЦАП для генерирования ступенчато-пилообразного напряжения.

Ет, программа будет продолжать увеличивать потенциал на выходе ЦАП. В данном случае регистр последовательных приближений и управляющая часть заменены программой в вычислительной машине.

Применения ЦАП

Интегральные схемы ЦАП представляют собой довольно интересный класс компонент, которые могут найти применение в областях, на первый взгляд не связанных с их основным назначением. Искусный конструктор может найти еще большее число приложений ЦАП.

Пожалуй, первое, что приходит на ум относительно применения ЦАП,- это генератор пилообразного, или ступенчатого напряжения, показанный на рис. 14.11. Здесь мы имеем ЦАП, входы которого подключены к выходам двоичного счетчика. В свою очередь вход двоичного счетчика подключен к автоколебательному мультивибратору, который обычно называют генератором тактовых импульсов. Когда счетчик обнулен, его выход соответствует коду 00000000, а на каждый счет ЦАП добавляет к выходному напряжению определенную малую величину. Каждый шаг в выходном напряжении равен Вольт Полный диапазон

2П-1

где п - число разрядов на входе ЦАП (т. е. 8 для ЦАП-08). Если п достаточно большое, приращение каждого шага будет незаметно, так что генерируемая ступенчатая функция будет проявляться как непрерывно возрастающий сигнал.

Генератор линейно-изменяющегося напряжения на ЦАП используется в АЦП для генерирования пилообразного колебания цифровыми методами и в схемах синхронизации. АЦП типа счетчика (рис. 14.6) для выполнения преобразования использует генератор линейно-изменяющегося напряжения на ЦАП и компаратор. Когда выход ЦАП равен входному напря-

жению, потенциал на выходе компаратора понижается и закрывает двоичный счетчик.

В применениях ЦАП к задачам синхронизации также используется компаратор, причем схема не очень отличается от АЦП типа счетчика. Вместо неизвестного аналогового напряжения используется калиброванное напряжение от эталонного источника. Это напряжение может быть получено от схемы REF-01 фирмы PMI или эквивалентной ей схемы с использованием потенциометра, градуированного в единицах времени. Например, стосекундный таймер может быть выполнен при использовании калиброванного эталона О-10 В и восьмиразрядного ЦАП. Разрешающая способность будет не хуже 0,1 с при условии, что выбран соответствующий генератор тактовых импульсов. При правильном выборе частоты тактовых импульсов или диапазона эталонного напряжения могут быть получены и другие диапазоны периода синхронизации.

Другое применение ЦАП - это управляемый цифровыми сигналами источник напряжения или тока. Он может быть выполнен при использовании ЦАП и, если необходимо, масштабного усилителя. Для управления уровнем выходного напряжения можно использовать двоичные переключатели или, возможно, переключатель с выходом ДДК. Для той же цели можно использовать маломощный канал ввода/вывода.

Родственное применение - это управление отклоняющими системами осциллографов или перьями двухкоординатных самописцев (с осями X-Y) путем использования пары ЦАП (один для координаты X, а другой -для координаты Y), подключенных к каналам ввода/вывода или к соответствующей логике. Таким образом может быть получено выходное устройство для машинного построения графиков; это одно из важных направлений развития современного оборудования.

На рис. 14.12 показано несколько применений ЦАП, которые могут быть полезны при разработке аппаратуры. Схема на рис. 14.12, а иллюстрирует цифровой метод установки нуля операционного усилителя. Цифровое слово на линиях Во-Вт выбирается таким образом, чтобы напряжение на выходе операционного усилителя было равно нулю. В обычных схемах все это привело бы к безумной трате денег и времени, так как обычный пятидесятицентовый потенциометр делал бы то же самое. Однако в некоторых случаях подход, основанный на применении ЦАП, позволяет автоматизировать установку нуля, например в схемах автоматического обнуления или схемах поиска нуля. Возможно, здесь стоит привести пример для иллюстрации сказанного.

Из предыдущих глав вы знаете, что датчики на мостиках Уитстона редко бывают в достаточной степени сбалансированными. Из-за этой разбалансированности почти всегда имеется напряжение смещения, которое появляется на выходе усилителя