Статические параметры ЦАП

В простейшем случае на входы ЦАП подается параллельный двоичный код, значения каждого разряда которого на входы поступают одновременно. Допустим, значения входного кода изменяются от минимального до максимального, при этом каждое значение входного кода преобразуется в дискретное значение выходной аналоговой величины. Дискретность изменения выходной аналоговой величины зависит от числа разрядов ЦАП, в то время как отклонение конкретного значения выходной аналоговой величины от номинального значения однозначно не зависит от числа разрядов, а определяется точностью изготовления элементов микросхем и может быть получено сколько угодно малым. Совокупность значений выходной аналоговой величины Xj в зависимости от значений входного кода а, называют характеристикой преобразования(ХП). Такая совокупность может быть приведена в виде графика, формулы или таблицы. Рассматриваемый ЦАП имеет линейную характеристику преобразования. В системе координат код - выходная аналоговая величина ХП изображается прямой, расположенной под некоторым углом к оси абсцисс (рис. 3). Когда необходимо определить некоторую точку на ХП, приводят значение кода, соответствующее этой точке. Иногда характеристику преобразования изображают ступенчатой линией, что подчеркивает дискретность изменения как значения кода, так и выходной аналоговой величины.

На ХП можно выделить характерные точки. Прежде всего это начальная и конечная точки ХП, которые определяются начальным и конечным значениями входного кода.

За начальное (конечное) значение входного кода принимают такое значение, при котором номинальное значение выходной аналоговой величины минимально (максимально). При этом начальной точкой ХП является точка пересечения координатных осей a_iy х„ т. е. точка, соответствующая нулевому значению выходной аналоговой величины при значении входного кода, равном нулю. При изменении значений входного кода а, от начального до конечного выходная аналоговая величина х, дискретно изменяется в некотором интервале. Интервал значений выходной аналоговой величины от начальной до конечной точки называют диапазоном выходной величины, а разность между максимальным и минимальным значениями этой величины - амплитудой ее изменения. Значение дискретного изменения выходной аналоговой величины при изменении значения входного кода на единицу называют ступенью квантования. В случае двоичного линейного ЦАП для номинальной характеристики все ступени равны

где х_тах, x_min - номинальное значение выходной аналоговой величины в конечной и начальной точках ХП; xorn - номинальная амплитуда изменения выходной аналоговой величины; b - число возможных значений кода.

Номинальное значение ступени квантования, представляющее наименьшее изменение выходной аналоговой величины, является разрешающей способностью преобразования. Разрешающая способность, как и ступень преобразования, выражается в единицах выходной аналоговой величины или в процентах от номинальной амплитуды изменения выходной аналоговой величины. Например, преобразователь на 12 цифровых входов, имеющий выходной сигнал в конечной точке ХП, равный 10 В, обладает разрешающей способностью 2,45 мВ, или 0,0245%.