Uniwersytet Śląski

Instytut Fizyki

Licencjat Informatyczny

Laboratorium Elektroniki

Badanie przetwornika cyfrowo - analogowego

Sekcja 5

Andrzej Wójcik

Damian Ukleja

Stan licznika	Napięcie wyjściowe [V]
0000	0
0001	0.4
0010	0.8
0011	1.2
0100	1.65
0101	2.1
0110	2.55
0111	2.9
1000	3
1001	3.8
1010	4.2
1011	4.6
1100	5
1101	5.4
1110	5.8
1111	6.2

Przetwornik analogowo - cyfrowy (c/a) jest układem, który przetwarza wejściowy sygnał cyfrowy, wyrażony w odpowiednim kodzie, na wyjściowy sygnał analogowy o wartości proporcjonalnej do wartości danej liczby. Ogólnie biorąc przetwornik c/a zawiera sieć reryzstorów precyzyjnych , źródło napięcia (lub prądu) odniesienia, zespół przełączników analogowych, i wzmacniacz wyjściowy (rys. 1). Sieć rezystorów precyzyjnych, dobrana do odpowiedniego kodu cyfrowego, może składać się z rezystorów o wartościach wagowych lub tzw. drabinki rezystorów R - 2R.

Układ podany na rys. 2 ilustruję zasadę działania 4 - bitowego przetwornika c/a z siecią rezystorów wagowych, pracującego w naturalnym kodzie dwójkowym. Wartości rezystancji rezystorów tworzą ciąg liczb (R, 2R, 4R, 8R) o wagach zastosowanego kodu (to jest 2⁰, 2¹, 2², 2³). Sygnał cyfrowy wejściowy, poprzez odpowiedni układ, steruje pracą przełączników anałogowych T₀, T₁, T₂, T₃, przy czym najmniej znaczącemu bitowi (LSB) przetwarzanego sygnału cyfrowego odpowiada przełącznik T₀, a najbardziej znaczącemu bitowi (MSB) - przesłączznik T₃. Stan 1 na wejściu cyfrowym odpowiada przełączeniu rezystora do masy . Napięcie wyjściowe, otrzymane w takim układzie, może być określone wyrażeniem:

w którym S_k = 0 lub 1 (k = 0, 1, 2, 3) w zależności od stanu wejścia na danej pozycji lub, innymi słowy, położenia (stanu) danego przełącznika. Gdy wszystkie wejścia cyfrowe są w stanie 1, napięcie wyjściowe analogowe osiąga wartość maksymalną.

Możliwości zastosowań przetworników c/a są bardzo duże i stale zwiększają się w związku z coraz powszechniejszym stosowaniem techniki cyfrowej. Po wykonaniu odpowiednich operacji przetwarzania informacji w urządzeniu cyfrowym jest niekiedy niezbędne przetworzenie sygnału cyfrowego w sygnał anlogowy ( za pomocą przetwornika c/a ). Sygnał analogowy jest bowiem naturalnym fizycznym sposobem zapisu, bądź sterowania różnego rodzaju elementów wykonawczych, np. silników, zaworów lub rejestratorów.

---