ЦАП. Общие положения. Погрешности ЦАП.

Аналого-цифровые преобразователи представляют собой устройства, предназначенные для преобразования электрических величин (напряжения, тока, сопротивления, емкости) в цифровой код. Наиболее часто входной величиной является напряжение.

Цифро-аналоговые преобразователи предназначены для преобразования числа, представленного, как правило, в виде двоичного кода, в напряжение или ток, пропорциональные этому числу.

Схема работает в реальном масштабе времени. В ней АЦП непрерывно дискретизирует сигнал с частотой, равной ƒ_Д, и выдает новый отсчет процессору ЦСП с той же частотой. Для обеспечения работы в реальном масштабе времени ЦСП должен закончить все вычисления в пределах интервала дискретизации 1/ƒ_Д и передать выходной отсчет на ЦАП до поступления следующего отсчета с АЦП.

ЦАП требуется только в том случае, когда данные необходимо преобразовать обратно в аналоговый сигнал (например, в случае голосового или звукового приложения).

В процессах аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования используются три независимых операции: дискретизация сигнала по времени – выборка значений исходной аналоговой величины в некоторые наперед заданные моменты времени, квантование – округление до некоторых известных величин полученной в дискретные моменты времени последовательности значений исходной аналоговой величины по уровню и кодирование – замена найденных квантованных значений числовыми кодами. Понимание этих процессов является основополагающим фактором в оценке применения АЦП и ЦАП.

Наиболее важным моментом, характеризующим и ЦАП, и АЦП является тот факт, что их входы или выходы являются цифровыми, поэтому сигнал подвергается квантованию. Обычно N-разрядное слово представляется одним из 2^N возможных состояний, поэтому у N-разрядного АЦП (с фиксированным источником опорного напряжения) может быть только 2^N значений аналогового выхода, и он может выдавать 2^N различных комбинаций, соответствующих значениям аналогового входа.