Курс лекций - Микропроцессоры

СТАТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ АЦП И ЦАП И ПОГРЕШНОСТИ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ - часть 2


Ниже будет рассмотрено определение погрешностей и технических требований, предъявляемых к АЦП и ЦАП. Это важно для понимания сильных и слабых сторон различных архитектур АЦП и ЦАП.

Первые преобразователи данных применялись в области измерения и управления, где точное значение времени преобразования обычно не имело значения, и скорость передачи данных была невелика. В таких устройствах важны характеристики АЦП и ЦАП по постоянному току, а характеристики, связанные с синхронизацией и характеристики по переменному току не имеют существенного значения. Сегодня ко многим, если не к большинству преобразователей, используемых в системах дискретизации и восстановления сигнала, предъявляются жесткие требования к характеристикам по переменному току (характеристики по постоянному току могут быть не существенны).

На рисунке 1 представлена идеальная функция передачи однополярного 3-разрядного ЦАП, а на рисунке 2 - однополярного 3-разрядного АЦП. В ЦАП входной и выходной сигналы квантованы, и график содержит восемь точек. Независимо от способа аппроксимации этой функции, важно помнить, что реальной характеристикой передачи является не линия, а множество дискретных точек.

Рисунок 1. ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ ИДЕАЛЬНОГО 3-РАЗРЯДНОГО ЦАП

Рисунок 2. ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ ИДЕАЛЬНОГО 3-РАЗРЯДНОГО АЦП

Входной аналоговый сигнал АЦП не квантован, но его выходной сигнал является результатом квантования. Сквозная характеристика АЦП состоит из восьми горизонтальных прямых (при изучении смещения, усиления и линейности АЦП мы будем рассматривать линию, соединяющую средние точки этих отрезков). В любом случае полная цифровая шкала (все "1") соответствует полной аналоговой шкале (опорное напряжение или опорное напряжение умноженное на какой либо коэффициент).

Переходы идеального АЦП к следующему цифровому коду происходят, начиная с напряжения, равного половине младшего разряда до напряжения, меньшего напряжения полной шкалы на половину младшего разряда. Так как аналоговый сигнал на входе АЦП может принимать любое значение, а выходной цифровой сигнал квантуется, может существовать различие до половины младшего разряда между реальным входным аналоговым сигналом и соответствующим ему значением выходного цифрового сигнала.


- Начало -  - Назад -  - Вперед -