Курс лекций - Микропроцессоры


СТАТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ АЦП И ЦАП И ПОГРЕШНОСТИ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ


Наиболее важным моментом, характеризующим и ЦАП, и АЦП является тот факт, что их входы или выходы являются цифровыми, а это означает, что сигнал дискретизирован по уровню. То есть N-разрядное слово представляется одним из 2N возможных состояний, поэтому у N-разрядного ЦАП (с фиксированным источником опорного напряжения) может быть только 2N значений аналогового сигнала, а АЦП может выдавать только 2N различных значений двоичного кода. Аналоговые сигналы могут быть при этом представлены в виде напряжений или токов.

Разрешающая способность АЦП или ЦАП может быть выражена несколькими различными способами: весом младшего разряда (LSB), долей от полной шкалы размером в один миллион (ppm FS), милливольтами (мВ) и т.д. Различные устройства (даже от одного производителя) определяются по-разному, так что для успешного сравнения устройств пользователи АЦП и ЦАП должны уметь преобразовывать различные характеристики. Некоторые значения младшего значащего разряда (LSB) приведены в таблице 1.

Таблица 1. Квантование: значение младшего значащего бита(LSB)

Разреш. способность N 2N Напряжение полной шкалы 10В ppm FS % FS dB FS
2-бит 4 2.5 В 250000 25 -12
4-бит 16 625 мВ 62500 6.25 -24
6-бит 64 156 мВ 15625 1.56 -36
8-бит 256 39.1 мВ 3906 0.39 -48
10-бит 1024 9.77 мВ (10 мВ) 977 0.098 -60
12-бит 4096 2.44 мВ 244 0.024 -72
14-бит 16384 610 мкВ 61 0.0061 -84
16-бит 65536 153 мкВ 15 0.0015 -96
18-бит 262144 38 мкВ 4 0.0004 -108
20-бит 1048576 9.54 мкВ (10 мкВ) 1 0.0001 -120
22-бит 4194304 2.38 мкВ 0.24 0.000024 -132
24-бит 16777216 596 нВ* 0.06 0.000006 -144

*600 нВ - это тепловой шум в полосе частот 10кГц, возникающий на резисторе R=2.2 кОм при 25°C

Легко запомнить: 10-разрядное квантование при значении полной шкалы FS = 10В соответствует LSB = 10 мВ, точность 1000 ppm или 0.1%. Все остальные значения можно вычислить умножением на коэффициенты, равные степени числа 2.

Прежде чем рассматривать различные архитектуры АЦП и ЦАП, необходимо обсудить ожидаемые характеристики и важнейшие параметры цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей.


Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин