Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) с суммированием токов

Простейшим цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) является одноразрядный преобразователь. В качестве такого ЦАП может служить простой усилитель-ограничитель, в качестве которого можно применить логический инвертор. Схема такого цифро-аналогового преобразователя приведена на рисунке 9.1.

Рисунок 9.1. Принципиальная схема одноразрядного цифро-аналогового преобразователя (ЦАП)

Одноразрядный ЦАП преобразует в аналоговую форму знак числа. Для цифро-аналогового преобразования на очень высокой частоте дискретизации, во много раз превышающей частоту Котельникова, такого ЦАП вполне достаточно, однако, в большинстве случаев для цифро-аналогового преобразования требуется большее количество разрядов. Известно, что двоичное число описывается следующей формулой:

(1)

Для преобразования цифрового двоичного кода в напряжение можно воспользоваться данной формулой непосредственно, т. е. применить аналоговый сумматор. В этом случае аналоговый сумматор напряжений будет работать в качестве цифроаналогового преобразователя. Схема ЦАП, работающего по описанному принципу, приведена на рисунке 9.2.

Рисунок 9.2. Принципиальная схема четырехразрядного цифро-аналогового преобразователя

В данной схеме предполагается, что потенциал второго вывода резисторов равен нулю. Это обеспечивается параллельной отрицательной обратной связью операционного усилителя, которая уменьшает входное сопротивление усилиреля. Коэффициент передачи вы

На схеме, приведенной на рисунке 9.2, предполагается, что операционный усилитель питается от двухполярного источника питания. При этом если на выходе регистра будет присутствовать логическая единица, то она будет преобразована в ток, соответствующий двоичному разряду при помощи резистора. При этом ток младшего разряда будет в восемь раз меньше тока старшего разряда.

В схеме, приведенной на рисунке 9.2, ток нуля и ток единицы выходного каскада регистра должен совпадать. Стабильность выходного тока и напряжения обеспечивается стабильностью напряжения питания параллельного регистра. Однако обычно напряжение питания цифровых микросхем сильно зашумлено. Этот шум будет присутствовать и в выходном сигнале. Это нежелательно, поэтому в схеме цифро-аналогового преобразователя выходные ключи запитываются от высокостабильного малошумящего источника опорного напряжения (ИОН).