ИФ17>1УН17

х+У

2,10 \

x 07

-Ux-L-OVxJL.

-yx-OV x-

+U x-

HihooyHt

y FC I

-¥ FC

t>DK

ПК FC x-

OV I

Рнс. 5.125 Микросхема К1400УН1

Рис. 5 124. Микросхема КФ174УН17

К5Ч8УН1

5.0 10, и

-x FCt x FCZ

4j x-

KSiSyyj

Рис. 5.126. Микросхема К548УН1

Рис. 5.127. Микросхема К548УНЗ

и полосу пропускания до 20 МГц. Выпускается три типономинала микросхемы, ра.эличающиеся по напряжению шумов, приведенных по входу: 0,7; 1,0; 1,6 мкВ.

Малошумящий усилитель типа К548УНЗ (рис. 5.127) служит для работы в слуховых аппаратах. Ои содержит предварительный усилитель, имеющий напряженне шумов ишвх<1,5мкВ при ивых = 0,2В, Kyu>.100, и выходной усилитель, обеспечивающий выходное напряжение UobixO.O В. Суммарный коэффициент усиления обоих усилителей Kyu = 4-10.

5.6. Интегральные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи

Широкое распространеинс цифровых вычислителей в устройствах обработки текущих сигналов требует применения 1гикросхем как для прямого преобразования исходной апалоговой величины в соответст-

вующий ей цифровой эквивалент, так и для обратного преобразования выходных цифровых данных в пропорциональные аналоговые уровни. Преобразование аналоговых сигналов в цифровые осуществляется АЦП, обратное преобразование - ЦАП.

5.6.1. Цифро-аналоговые преобразователи

Все виды ЦАП .можно условно разделить иа две группы: с пре-цизионны-ми резистивными матрицами, безматричные ЦАП, В первой группе по способу формирования сигнала различают три типа схем: с суммированием токов, с делением напряжения, с сум.мированием напряжения (рис. 5.128); однако в микроэлектронном исполнении применяются структуры только первых двух типов.

Из микросхем второй группы можно назвать два тина ЦАП: с активными делителями тока и стохастические (рис. 5.129, а, б); обе группы Ц.П обладают достоинствами и недостатками, влияющими на характеристики прибора.

Основной характеристикой Ц.П является разрешающая способность, определяемая числом разрядов N, Теоретически ЦАП, преобразующий Х-разрядные двоичные коды, должен обеспечить 2 различных значений выходного сигнала с разрешающей способностью (2 -1)~. Абсолютное значение дшнимального выходного кванта напряжения определяется как предельным принимаемым числом 2 -1, так и максимальным выходным напряжением ЦАП, называемым напряжением шкалы Uim:. Тзк, ири 12 разрядах число независимых квантов (ступенек) выходного напряжения ЦАП составляет 2-] = = 0,0245 %. Выбранное с помощью опорного источника напряжение шкалы UmK=10B, разделенное на это число квантов, дает абсолютную разрешающую способность ЦАП: бшк=ишк/(2-1) = 10 мВ/ (212-1) =2,45

Отличие реального значения разрешающей способности от теоретического обусловлено погрешностями узлов н шумами ЦАП. Точность Ц.П определяется значениями абсолютной погрешности прибора, нелинейностью и дифференциальной нелинейностью. Абсолютная погрешность бшк представляет отклонение значения выходного напряжения (тока) от номинального расчетного, соответствующего конечной точке характеристики преобразования (рис, 5.129, в). Абсолютная погрешность обычно измеряется в единицах младшего значащего разряда (МЗР). Нелинейность прибора бл характеризует идентичность ,миии.мальных приращений выходного сигнала во всем

гО С-

\/2 . .

j-O 0- -0 0-1

Рис. 5.128. Цифро-аналоговый преобразователь с резистивными

матрицами:

а -с суммированием токов; б -с делением напряжений; в -с суммированием напряжений; - эталонное напряжение

- - -t>

Рис. 5.129. Безматричные цифро-аналоговые преобразователи:

д - с активными делителями токов; б - стохастические; 1 - компаратор кодов; 2 - генератор случайных цифровых сигналов; 3 - триггер; 4 - активный делитель тока на 2; 5 - цифровые входы; 6 - аналоговый выход; 7 - источник образцового напряжения; 8--тактовый сигнал; в - передаточная характеристика ЦАГ1; А - линейность; В - нетинейность; С - немонотонность; D - выходной сигнал; Е - прямая, соединяющая идеальные значения уровней выходного сигнала; бдщ - погрешность полной шкалы

диапазоне преобразования и определяется как наибольшее отклонение выходного сигнала от прямой линии абсолютной точности, проведенной через нуль и точку максимального значения выходного сигнала. Значение нелинейности ие должно превышать ±0,5 единицы МЗР.

Дифференциальная нелинейность 6.,3,i,j, характеризует идентичность соседних приращений сигнала. Ее определяют как мипи.мальпую разность погрешности нелинейности двух соседних квантов в выходном сигнале. Значение дифференциальной нелинейности не должно превышать удвоенное значение погрешности нелинейности. Если значение бл диф больше единицы МЗР, то преобразователь считается немонотонным, т. е. на его выходе выходной сигнал не может наращиваться равномерно прп равномерном возрастании входного кода. Немонотонность в некоторых квантах дает уменьшение выходного сигнала при нарастании входного кода.

Из динамических параметров наиболее существенными являются время установления выходного напряжения или тока и максимальная частота преобразования. Время установления tjcr - интервал времени от подачи входиого тюда до вхождения выходного сигнала в заданные пределы. А1аксимальиая частота преобразования Глрб -наибольшая частота дискретизации, при которой параметры ЦАП соответствуют заданным значениям. Работа ЦАП часто сопровождается специфическими переходными импульсами, которые представляют собой острые пики большой амплитуды в выходном сигнале, возникающие нз-за разности времен открывания и закрывания аналоговых ключей в ЦАП. Особенно выбросы проявляются, когда вместо нуля в старшем значащем разряде и единиц в младших разрядах кода поступает единица в старший значащий разряд (СЗР) и код все нули в МЗР. Например, если входной код 011...111 сменяется кодом 10...ООО, а ключ старшего ЦАП открывается позже, чем закрываются ключи младших, то приращение выходного сигнала всего иа одни квант может сопровождаться импульсом с амплитудой 0,5UmK. Дли-