Bài giảng Kỹ thuật số - Phần 5: Biến đổi A/D, D/A

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Biến đổi A/D, D/A. Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật số - Phần 5: Biến đổi A/D, D/A Baøi7:BIEÁNÑOÅIA/D, D/A ANALOG DIGITAL DIGITAL ANALOG INPUT INPUT OUTPUT OUTPUT ÑAÏI HEÄ THOÁNGLÖÔÏNG VAÄT CAÛM BIEÁN ADC XÖÛ LYÙ SOÁ DAC LYÙ (MAÙY TÍNH) ÑIEÀU KHIEÅN, ÑLVL KHAÙC I.BIEÁNÑOÅID/A D DIGITALC D/A CONVERTER ANALOG INPUTS B (DAC) OUTPUT A DAC4BIT D C B A V out Toång quaùt: 0 0 0 0V 0 Analogoutput=K digitalintput 15V K: thöøa soá (ñoä phaân 1 1 1 giaûi) 1 TD: K = 1V Vout = (1V) digital inputDo ñoù, ta coù theå tính Vout öùng vôùi digitalinput11002 = 1210 Vout = 1V 12 = 12V. TD: DAC 5 bit vôùi ngoõ vaøo laø 10100, doøng ngoõ ra laø 10mA. Tính Iout khi ngoõ vaøo laø 11101. Giaûi Ta coù: 101002 = 2010 khi Iout = 10mA. K = 0,5 mA. Do ñoù: 111012 = 2910 Iout = 0,5mA 29 = 14,5mA. TD: DAC 8 bit vôùi ngoõ ra laø 1.0V khi ngoõ vaøolaø 001100102. Xaùc ñònh Vout lôùn nhaát cuûaDAC.GiaûiTa coù: 001100102 = 5010 1V = K 50 K = 20 mV.Do ñoù, ngoõ ra Vout(max) khi ngoõ vaøo laø: 111111112 = 25510Ñoä phaân giaûi K: ñoä phaân giaûi cuûa bieán ñoåiD/A laø Vsöï = 20mV thay out(max) 255 =nhaát ñoåi nhoû 5,1V. cuûa ngoõ raanalog khi coù söï thay ñoåi cuûa ngoõ vaøo digital. Clock Ñeám Vout 3V DAC 4 bit 2V 1V 0V Ñoä phaân giaûi 1VDAC N bit seõ coù 2N möùc khaùc nhau, soá böôùcnhaûy seõ laø 2N – 1TD: K = 0,2V. Xaùc ñònh Vout khi ngoõ vaøo laø 10001 100012 = 1710 Vout = 0,2V 17 = 3,4V. II.BIEÁNÑOÅIA/D ñaàu vaøo 1 analog 0 Start vA + Ñôn vò OPAMP ñieàu Clock So khieån saùnh EOC (keát thuùc Boä Thanh chuyeån ñoåi) bieán ghi vAX ñoåi ... DA Keát quaû digital oä bieán ñoåi hoaït ñoäng theo caùc böôùc:Tín hieäu Start ñeå baét ñaàu bieán ñoåi. Cöù moãi xung clock, ñôn vò ñieàu khieånsöûa ñoåi soá nhò phaân ñaàu ra vaø ñöa vaøolöu tröõ trong thanh ghi. Soá nhò phaân trong thanh ghi ñöôïc chuyeånñoåi thaønh aùp analog vAX qua boä bieán ñoåiDA. OPAMP so saùnh vAX vôùi aùp ñaàu vaøo vA.Neáu vAX < vA thì ñaàu ra ôû möùc cao, coøn ngöôïc laïi, neáu v vöôït qua v moät löôïng vñaàu vaøo Clockanalog vA + EOC OPAMP Start So saùnh vA vAX Khi Reset chuyeån ñoåi hoaøn taát, Boäâ Counter EOC counter Clock ngöøng bieán tC vAX ñeám ñoåi DA ... Start Keát quaû digital BoäbieánñoåiA/Dtheohaømdoác •BoäbieánñoåiADxaápxælieântieáp Ñaây laø boä bieán ñöôïc duøng roäng raõinhaát trong caùc boä bieán ñoåi AD. Noù coù caáutaïo phöùc taïp hôn boä bieán ñoåi AD theo haømdoác nhöng toác ñoä bieán ñoåi nhanh hôn raátnhieàu. Hôn nöõa, thôøi gian bieán ñoåi laø moät soácoá ñònh khoâng phuï thuoäc giaù trò ñieän aùp ñaàuvaøo. Sô ñoà maïch töông töï nhö boä bieán ñoåi ADtheo haøm doác nhöng khoâng duøng counter cungcaáp giaù trò cho boä bieán ñoåi DA maø duøng moätthanh ghi. Ñôn vò ñieàu khieån söûa ñoåi töøng bitcuûa thanh ghi naøy cho ñeán khi coù giaù trò analogxaáp xæ aùp vaøo theo moät ñoä phaân giaûi BoäbieánñoåiA/Dxaápxælieântieápñaàu vaøo STARTanalogvA + Clock Xoùa taát caû OPAMP ...