Материал: Analochifr_i_chifroanalog_preobrazovat
(ША) и шину управления (ШУ). Шины на схеме показываются жирной линией, подключение микросхем и блоков к шинам – по аналогии с рисунком 4.3.
К шине данных подключаются выходы данных АПВ, входы данных ЦАП, информационные выходы ОЗУ и ПЗУ, информационные выводы микросхемы микропроцессора. К шине адреса подключаются адресные выводы микросхемы микропроцессора, адресные выходы ОЗУ и ПЗУ, входы перевода выходов микросхем буферного регистра БМП, ОЗУ и ПЗУ в третье состояние. К шине управления подключаются выходы устройства управления, а также управляющие входы микросхем БМП.
АЦП подключается к шине данных через буферный регистр, имеющий третье состояние выходов. Микросхему (или несколько микросхем, что зависит от рассчитанной разрядности устройства) буферного регистра необходимо выбрать по справочной литературе (например [3, 4]) и выходы схемы АЦП подключить к ее входам. Тактовый вход буферного регистра подключается к соответствующему выходу БУ, а вход, переводящий выходы буферного регистра в третье состояние, – через шину адреса к одному из незадействованных адресных выходов микропроцессора.
Рисунок 4.3 – Подключение микросхем к шинам
Информационные входы входного регистра ЦАП подключаются к шине данных непосредственно. Тактовый вход регистра подключается через шину адреса к одному из незадействованных адресных выходов микропроцессора (можно к тому же, к которому подключен буферный регистр АЦП, но так, чтобы в один и тот же момент времени на подключенные к нему входы регистров АЦП и ЦАП, если они не являются инверсными по отношению друг к другу, подавались инверсные сигналы).
ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное)
МИКРОСХЕМЫ АЦП И ЦАП
Микросхема К572ПА1 Микросхемы К572ПА2 и КР572ПА2
Микросхема К594ПА1
Микросхема К1108ПА1 Микросхема К1118ПА1 Микросхема К1118ПА3
Микросхема К1118ПА2 Микросхемы АЦП К572ПВ1 и КР572ПВ1 Микросхема К1107ПВ1 Микросхема К1107ПВ2 Микросхема К1107ПВЗ Микросхема К1107ПВ4 Микросхема КР1107ПВ5 Микросхема К1108ПВ1 Микросхема К1108ПВ2 Микросхема АЦП К1113ПВ1 Микросхемы К572ПВ2 и КР572ПВ2 Микросхема КР572ПВ5
Микросхема К572ПА1
Микросхема умножающего ЦАП типа К572ПА1 (А, Б, В, Г) (рисунок 1) является универсальным структурным звеном для построения микроэлектронных ЦАП, АЦП и управляемых кодом делителей тока.
Благодаря малой потребляемой мощности, достаточно высокому быстродействию, возможности реализации полного двух- и четырехквадратного умножения, небольшим габаритам ЦАП К572ПА1 находит широкое применение в различной аппаратуре.
|
Микросхема ЦАП К572ПА1 предназначена для преобразования 10- |
|
разрядного прямого параллельного двоичного кода на цифровых |
|
входах в ток на аналоговом выходе, который пропорционален |
|
значениям кода и опорного напряжения. Для работы в режиме с |
|
выходом по напряжению к ИС ЦАП К572ПА1 подключатся внешний |
|
ИОН и операционный усилитель (ОУ) с целью создания |
Рисунок 1 – Микросхема |
отрицательной обратной связи (ЦОС), работающей в режиме |
К572ПА1 |
суммирования токов. |
|
Нумерация и назначение выводов микросхемы: 1 – аналоговый выход 1; 2
– аналоговый выход 2; 3 – общий вывод; 4 – цифровой вход 1 (СР); 5 – 12 – цифровые входы 2 – 9; 13 – цифровой вход 10 (МР); 14 – напряжение
источника питания; 15 – опорное напряжение; 16 – вывод резистора обратной связи.
Основные электрические параметры:
|
|
Не менее |
Не более |
– число разрядов b |
10 |
– |
|
– дифференциальная нелинейность |
|
LD, %: |
|
|
|
||
К572ПА1А |
-0,1 |
0,1 |
|
К572ПА1Б |
-0,2 |
0,2 |
|
К572ПА1В |
-0,4 |
0,4 |
|
К572ПА1Г |
-0,8 |
0,8 |
||
– время установления выходного тока tsI, мкс |
– |
5 |
||
– выходной ток смещения нуля I00, нА |
– |
100 |
||
– абсолютная погрешность преобразования в |
-30 |
30 |
||
конечной точке шкалы |
|
Fa, МР |
||
|
||||
– ток потребления ICC, мА |
– |
2 |
||
Точность ЦАП определяется значением абсолютной погрешности прибора, нелинейностью и дифференциальной нелинейностью. Абсолютная погрешность представляет отклонение значения выходного напряжения (тока) от номинального расчетного, соответствующего конечной точке характеристики преобразования. Абсолютная погрешность обычно измеряется в единицах младшего значащего разряда (МР). Нелинейность прибора δ L характеризуется идентичность минимальных приращений выходного сигнала во всем диапазоне преобразования и определяется как наибольшее отклонение выходного сигнала от прямой линии абсолютной точности, проведенной через ноль и точку максимального значения выходного сигнала.
Дифференциальная нелинейность δ LD характеризует идентичность соседних приращений сигнала. Ее определяют как минимальную разность погрешности нелинейности двух соседних квантов в выходном сигнале.
Время установления – это интервал времени от подачи входного кода до вхождения выходного сигнала в заданные пределы. Максимальная частота преобразования – это наибольшая частота дискретизации, при которой параметр ЦАП соответствует заданному значению.
Нормы на электрические параметры данной интегральной схемы (ИС) и возможность ее согласования с КМОП цифровой ИС обеспечиваются при напряжении источника питания 15 В ± 10 % и опорном напряжении 10,24 В. Для работы ЦАП с ТТЛ схемами требуются дополнительные резисторы согласования уровней. Непосредственное согласование ЦАП с ТТЛ цифровыми ИС возможно при питании от источника 5 В ± 10%. Однако электрические параметры в этом случае ухудшаются. Преобразователь К572ПА1 допускает работу при напряжении питания в диапазоне от 5 до 7 В и изменении опорного напряжения в пределах
± 17 В без гарантии норм на параметры.
Микросхемы К572ПА2 и КР572ПА2
Микросхемы умножающего ЦАП К572ПА2 (А, Б, В) (рисунок 2) или КР572ПА2 (А, Б, В), как и ИС К572ПА1, являются универсальными структурными звеньями для построения микроэлектронных ЦАП, АЦП и управляемых цифровым кодом делителей тока. Они предназначены для преобразования 12-разрядного прямого двоичного кода на цифровых входах в ток на аналоговом выходе, который пропорционален значениям кода и (или) опорного напряжения.
Рисунок 2 – Микросхема К572ПА2
Нумерация и назначение выводов (для ИС КР572ПА2 в скобках): 2(32) – аналоговый выход 2; 4(33) – аналоговая земля; 6(34) – вход регистра 1; 8(35)
– 19(6) – цифровые входы 1 – 12; 21(8) – вход регистра 2; 22(9) – цифровая земля; 24(10) – напряжение источника питания U СС2; 30(13) – вывод конечного резистора матрицы; 38(27) – опорное напряжение U REF; 47(28) – вывод резистора обратной связи; 48(31) – аналоговый выход 1; 1, 3, 5, 7, 23, 25 – 29, 31 – 37, 39 – 46 – незадействованные выводы.
Основные электрические параметры: |
|
|
||||
|
|
|
|
|
Не менее |
Не более |
– число разрядов b |
12 |
– |
||||
– дифференциальная нелинейность |
|
LD, %: |
-0,025 |
0,025 |
||
|
||||||
К572ПА2А (КР572ПА2А) |
||||||
К572ПА2Б (КР572ПА2Б) |
-0,05 |
0,05 |
||||
К572ПА2В (КР572ПА2В) |
-0,1 |
0,1 |
||||
– время установления выходного тока tsI, мкс |
– |
15 |
||||
– выходной ток смещения нуля I00, нА |
– |
30 |
||||
– абсолютная погрешность преобразования в |
-20 |
20 |
||||
конечной точке шкалы |
|
Fa, МР |
||||
|
||||||
– ток потребления ICC1, ICC2, мА |
– |
2 |
||||
Метод преобразования в ИС К572ПА2 и КР572ПА2 предполагает суммирование всех разрядных токов, взвешенных по двоичному закону и пропорциональных значению опорного напряжения на входе 38(27) в соответствии с заданным значением двоичного кода на цифровых входах ЦАП.
Преобразователь рассчитан на работу от двух источников питания U СС1 =
5 В ± 5 % и U СС2 = 15 В ± 5 % при опорном напряжении U REF = 10,24 В ± 20 мВ. Наличие отдельного вывода для питания входных усилителей-
инверторов от источника +5 В ± 5 % позволяет подключить его к ТТЛ схемам
без дополнительных резисторов. Точность преобразования при этом не ухудшается.
Микросхемы К572ПА2 и КР572ПА2 допускают эксплуатацию при изменении напряжений источников питания U СС1 от 4,7 до 17 В, U СС2 от 12 до 17 В, опорного напряжения U REF в диапазоне ± 22,5 В. Но при этом не гарантируются нормы на электрические параметры, и необходимо выполнение условия U СС1
U СС2, а U Н1
U СС1.
Облегченный режим эксплуатации ИС К572ПА2 (КР572ПА2)
обеспечивается при U СС1 = 5 В ± 5 %, U СС2 = 15 В + 5 %, U REF = 10 В +1 %.
Микросхема К594ПА1
Микросхема типа К594ПА1 (рисунок 3) представляет собой параллельный ЦАП с суммированием токов, комбинированной матрицей (взвешенных R и 2R резисторов), предназначена для преобразования 12разрядного двоичного кода в ток и работает со стандартными уровнями сигналов от ТТЛ и КМОП ЦИС.
Рисунок 3 – Микросхема К594ПА1
Нумерация и назначение выводов микросхемы: 1 – вход сдвига выходного уровня; 2 – выход-вход сдвига выходного уровня; 3 – выход; 4 – обратная
связь UORN=10 В; 5 – обратная связь UORN=20 В; 6 – общий; 7 – цифровой вход 12 (МР); 8– 17 – цифровые входы 11 – 2; 18 – цифровой вход 1 (СР); 19
– напряжение источника питания U CC1; 20 – управление логическим порогом; 21 – инвертирующий вход ОУ; 22 – инвертирующий вход ОУ; 23 – вход источника опорного напряжения U REF; 24 – напряжение источника питания
U CC2.
Основные электрические параметры: |
|
|
|
Не менее |
Не более |
– число разрядов b |
12 |
– |
– дифференциальная нелинейность δLD, % |
-0,012 |
0,012 |
– время установления выходного тока tsI, мкс |
– |
3,5 |
– выходной ток I0, мА |
– |
2,2 |
– ток потребления ICC1, мА |
– |
25 |
– ток потребления ICC2, мА |
– |
35 |