A

Przetwornik cyfrowo analogowy

A1	A2	A3	A4	Uwy[V]
0	0	0	0	0
0	0	0	1	-312,5mV
0	0	1	0	-625mV
0	0	1	1	-937,5mV
0	1	0	0	-1,25V
0	1	0	1	-1,56V
0	1	1	0	-1,88V
0	1	1	1	-2,19V
1	0	0	0	-2,5V
1	0	0	1	-2,81V
1	0	1	0	-3,13V
1	0	1	1	-3,44V
1	1	0	0	-3,75V
1	1	0	1	-312,5mV
1	1	1	0	-4,38V
1	1	1	1	-4,69V

B

A1	A2	A3	A4	Uwy[V]
0	0	0	0	0
0	0	0	1	-312,5mV
0	0	1	0	-625mV
0	0	1	1	-937,5mV
0	1	0	0	-1,25V
0	1	0	1	-1,56V
0	1	1	0	-1,88V
0	1	1	1	-2,19V
1	0	0	0	-2,5V
1	0	0	1	-2,81V
1	0	1	0	-3,13V
1	0	1	1	-3,44V
1	1	0	0	-3,75V
1	1	0	1	-312,5mV
1	1	1	0	-4,38V
1	1	1	1	-4,69V

C

A1	A2	A3	A4	Uwy[V]
0	0	0	0	0
0	0	0	1	-312,5mV
0	0	1	0	-625mV
0	0	1	1	-937,5mV
0	1	0	0	-1,25V
0	1	0	1	-1,56V
0	1	1	0	-1,88V
0	1	1	1	-2,19V
1	0	0	0	-2,5V
1	0	0	1	-2,81V
1	0	1	0	-3,13V
1	0	1	1	-3,44V
1	1	0	0	-3,75V
1	1	0	1	-312,5mV
1	1	1	0	-4,38V
1	1	1	1	-4,69V

Zasadę działania czterobitowego przetwornika cyfrowo-analogowego, działającego na zasadzie sumowania prądów, przedstawiono na rysunku 4. Poszczególnym bitom liczby zapisanej w rejestrze wejściowym (zawierającym słowo kodowe) są przyporządkowane prądy na wejściu wzmacniacza proporcjonalne do wagi bitu.

Rys. 4. Przetwornik cyfrowo-analogowy.

Napięcia wyjściowe odpowiadające poszczególnym bitom są również proporcjonalne do wagi bitu. Klucze podłączające oporniki do źródła napięcia odniesienia sterowane są sygnałem cyfrowym. Napięcie wynikowe odpowiadające kombinacji bitów uzyskuje się w układzie sumatora analogowego; jest ono sumą napięć odpowiadających poszczególnym bitom. Przedstawiony przetwornik czterobitowy generuje 16 różnych poziomów napięcia o skoku A, zależnym od doboru U_ref, R, oraz R_S. Tabela 1 prezentuje sposób przyporządkowania kolejnym słowom kodowym analogowej wartości wyjściowej.

Wejściowy kod cyfrowy	Wartość analogowego sygnału wyjściowego Uwy
0000	0
0001
0010
0011
...	...
1111

Tabela 1. Konwersja cyfrowo - analogowa w przetworniku czterobitowym.

Buduje się zarówno przetworniki składające się z kilku elementów (np. sieci rezystorowej, wzmacniacza operacyjnego oraz układu zawierającego źródło napięcia odniesienia i przełączniki analogowe sterowane cyfrowo), jak też, w zasadzie mniej dokładne, przetworniki monolityczne. Przeciętne czasy działania przetwornika cyfrowo-analogowego wynoszą niecałą mikrosekundę.

Sygnałem wyjściowym w przetwornikach cyfrowo-analogowych jest prąd lub napięcie. Produkowane są też przetworniki cyfrowo-analogowe, w których cyfrowo nastawia się współczynnik (k Ⴃ 1) , przez który następnie mnoży się analogowy sygnał wejściowy; układy takie nazywa się potencjometrami nastawianymi cyfrowo lub cyfrowo-analogowymi członami mnożącymi.

Rzeczywisty przetwornik C/A - odstępstwa od charakterystyki idealnej:

• błąd przesunięcia zera (rys. 4a)

• błąd wzmocnienia (rys. 4b)

• błąd nieliniowości (rys. 4c).

Rys. 4. Błędy rzeczywistego przetwornika analogowo - cyfrowego.

Przyczynami błędów jest najczęściej starzenie się elementów oraz zmiany temperatury.

Przetworniki analogowe / cyfrowe

Większość urządzeń pomiarowych lub rejestratorów sygnałów w systemach pomiarowych kontaktujących się bezpośrednio z obiektami badań reaguje na oddziaływania fizyczne (np. temperatura, napięcie elektryczne. itp.) zmieniające się w sposób ciągły (nazywane sygnałami analogowymi). Aby te informacje mogły być wykorzystane przez system komputerowy muszą być przetworzone w kodowane sygnały cyfrowe. Rolę tę spełniają przetworniki analogowo-cyfrowe (A/C) umieszczone na styku części analogowej i cyfrowej systemu.

Przetwornik analogowo / cyfrowy - układ elektroniczny, który zamienia wartości wielkości analogowej (ciągłej) na wartość cyfrową - w określonych momentach czasu

D)

A1	A2	A3	Uwy[V]
0	0	0	0
0	0	1	-625mV
0	1	0	-1,25V
0	1	1	-1,88V
1	0	0	-2,5V
1	0	1	-3,13V
1	1	0	-3,75V
1	1	1	-4,38V

BRAMKA NAND charakterystyka przejsciowa

X Uwe /Y Uwy

Przyłączenie jakiegokolwiek wejścia A, B lub obydwu do masy, (co oznacza stan wejść równy 0) powoduje wyłączenie tranzystora T2 i T4, gdyż napięcie na bazie tranzystora T1 nie przekracza wartości 0,3V+0,7V=1V i jest niewystarczające do spolaryzowania złącza baza-kolektor tranzystora T1, złącza baza-emiter tranzystora T2 oraz złącza baza-emiter tranzystora T4 w stan przewodzenia (musiałoby być równe co najmniej 0,7V+0,7V+0,7V=2,1V). Gdy T2 jest wyłączony, wtedy T3 jest włączony i napięcie na wyjściu układu osiąga wartość 5V-0,3V-0,7V=4V, co oznacza stan wyjścia układu równy 1.

Napięcie 0,7V jest napięciem na przewodzącym złączu p-n, a napięcie

0,3V jest napięciem UCE(sat), a więc napięciem pomiędzy kolektorem i emiterem nasyconego tranzystora. Gdy oba wejścia A, B są na poziomie 1, wtedy złącza baza-emitery tranzystora T1 są spolaryzowane zaporowo - co powoduje, że napięcie na bazie tranzystora T1 może osiągnąć wartość 2,1V i jest wystarczające 7 do wprowadzenia tranzystorów T2 i T4 w stan włączenia. Napięcie na kolektorze tranzystora T2 (o wartości

1,4V) jest niewystarczające do spolaryzowania tranzystora T3 w stan przewodzenia (ze względu na obecność diody) i tranzystor T3 jest wyłączony. Napięcie wyjściowe osiąga wartość 0,3V i jest równe napięciu UCE(sat) tranzystora T4 - co oznacza stan 0 na wyjściu układu.

Charakterystyka poboru prądu bramki, NAND

Bramka logiczna NAND jest to bramka, której stan wyjścia wynosi 0, gdy każde z wejść ma stan 1 (bramka AND z inwerterem). Wyjścia obrazuje tabelka:

Wejście A	Wejście B	Wyjście Y
0	0	1
1	0	1
0	1	1
1	1	0

Bramki logiczne półsumator i sumator

Wejścia		Wyjścia
A	B	L1-suma	L2-przeniesienie
0	0	-	X
0	1	X	-
1	0	X	-
1	1	-	-

A	B	Cin	S	Cout
0	0	0	X	X
0	1	0		X
1	0	0		X
1	1	0	X
0	0	1		X
0	1	1	X
1	0	1	X
1	1	1

---