2014-02-04
4921
Последовательные ЦАП.
Рассмотрим в качестве примера последовательного ЦАП наиболее простой и широко распространенный тип – ЦАП с широтно-импульсной модуляцией.
Очень часто ЦАП входит в состав микропроцессорных систем. В этом случае, если не требуется высокое быстродействие, цифро-аналоговое преобразование может быть очень просто осуществлено с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Схема ЦАП с ШИМ приведена на рис. 1а.
Рис. 1. ЦАП с широтно-импульсной модуляцией
Наиболее просто организуется цифро-аналоговое преобразование в том случае, если микроконтроллер имеет встроенную функцию широтно-импульсного преобразования (например 87С51GB фирмы Intel). Выход ШИМ управляет ключом S. В зависимости от заданной разрядности преобразования контроллер с помощью своего таймера/счетчика формирует последовательность импульсов, относительная длительность которых g= t и/ Т определяется соотношением
где N - разрядность преобразования, а D - преобразуемый код. Фильтр нижних частот сглаживает импульсы, выделяя среднее значение напряжения. В результате выходное напряжение преобразователя
|
|
|
Рассмотренная схема обеспечивает почти идеальную линейность преобразования, не содержит прецизионных элементов (за исключением источника опорного напряжения). Основной ее недостаток - низкое быстродействие.
ЦАП с широтно-импульсной модуляцией нашли широкое применение в схемах управления электрическими двигателями, особенно асинхронными. В таких схемах переменное напряжение питания (например 380 В) с фиксированной промышленной частотой (обычно 50 Гц) выпрямляется с получением постоянного напряжения, а затем с помощью высоковольтных транзисторных ключей, управляемых ШИМ, преобразуется снова в переменное только уже с произвольной заданной частотой и амплитудой. Такое решение позволяет изменять скорость вращения вала двигателя практически от нуля до номинальной, и даже более. Кроме того появляется возможность управлять и моментом на валу двигателя, тем самым улучшая и получая необходимую тяговую характеристику привода.
