2015-02-27
1029
Рассмотренная выше схема ЦАП с ШИМ вначале преобразует цифровой код во временной интервал, который формируется с помощью двоичного счетчика квант за квантом, поэтому для получения n -разрядного преобразования необходимы 2 n временных квантов (тактов). Схема последовательного ЦАП, приведенная на рис.13.3, позволяет выполнить цифро-аналоговое преобразование за значительно меньшее число тактов.
Рис.13.3. Схема последовательного ЦАП на
переключаемых конденсаторах
В этой схеме емкости конденсаторов С 1 и С 2 равны. Перед началом цикла преобразования конденсатор С 2 разряжается ключом S 4. Входное двоичное слово задается в виде последовательного кода. Его преобразование осуществляется последовательно, начиная с младшего разряда а 0. Каждый такт преобразования состоит из двух полутактов. В первом полутакте конденсатор С 1 заряжается до опорного напряжения Uоп при а 0=1 посредством замыкания ключа S 1 или разряжается до нуля при а 0=0 путем замыкания ключа S 2. Во втором полутакте при разомкнутых ключах S 1, S 2 и S 4 замыкается ключ S 3, что вызывает деление заряда пополам между С 1 и С 2. В результате получаем U 1(0)= Uвых (0)=(а 0/2) Uоп.
|
|
|
Пока на конденсаторе С 2 сохраняется заряд, процедура заряда конденсатора С 1 должна быть повторена для следующего разряда а 1 входного слова. После нового цикла перезарядки напряжение на конденсаторах будет
.
Точно также выполняется преобразование для остальных разрядов слова. В результате для n -разрядного ЦАП выходное напряжение будет равно
.
Если требуется сохранять результат преобразования сколь-нибудь продолжительное время, к выходу схемы следует подключить устройство выборки и хранения УВХ. После окончания цикла преобразования следует провести цикл выборки, перевести УВХ в режим хранения и вновь начать преобразование.
Таким образом, представленная схема выполняет преобразование входного кода за 2 n квантов, что значительно меньше, чем у ЦАП с ШИМ. Здесь требуется только два согласованных конденсатора небольшой емкости. Конфигурация аналоговой части схемы не зависит от разрядности преобразуемого кода. Однако по быстродействию последовательный ЦАП значительно уступает параллельным цифро-аналоговым преобразователям, что ограничивает область его применения.
