Аналоговые выходы МК

February 16, 2011 by admin Комментировать »

Считается, что «истинно» аналоговые выходы имеются только в канале ЦАП (англ. DAC — Digital-to-Analog Converter), поскольку широтно-импульсный модулятор, с помощью которого тоже получают аналоговые сигналы, теоретически относится к классу цифровых устройств.

Линии ЦАП при малейшей возможности стараются физически удалять от цифровых портов для уменьшения перекрёстных помех. Их выполняют в виде автономных узлов с обособленной группой выводов. И только при нехватке линий портов производят совмещение функций, как, например, в Atmel ATXmega.

На Рис. 2.37 показана структурная схема 12-битного ЦАП, применяемого в микроконверторах семейства ADuC812 фирмы Analog Devices. Выходной сигнал DACO имеет характерные ступеньки напряжений и формируется по классической схеме на коммутируемой матрице резисторов «R-2R». Резисторы здесь настоящие, прозваниваемые, причём достаточно высокой точности.

Цифровой код, соответствующий выходному напряжению, записывается в регистры из области SFR. Для адресации 12 бит требуются два 8-разрядных регистра. Блок переключателей содержит электронные ключи, которые электрически соединяют выводы резисторов «2R» с общим проводом или с ИОН. В качестве последнего может на выбор использоваться или внутренний источник, или внешний эталон.

Усилитель DAI служит буфером, снижающим выходное сопротивление и уменьшающим влияние нагрузки на точность уровней ЦАП. Иногда ставят усилитель с программируемым коэффициентом передачи, что позволяет оперативно масштабировать выходное напряжение. Задача сглаживания формы выходного сигнала решается внешними /?С-фильтрами или активными ФНЧ. Чем выше разрядность ЦАП (обычно 8… 14 бит), тем проще устройство выходного фильтра.

Для изготовления микроконтроллерного ЦАП требуется гибридная технология, позволяющая объединить на одной кремниевой пластине цифровые и аналоговые узлы, в частности, логические элементы и прецизионные резисторы. Если наличие ЦАП чрезмерно повышает стоимость микросхемы, то в качестве альтернативы можно использовать обычный М К с каналом ШИМ и внешним фильтром. Этот метод хорошо отработан как на аппаратном, так и на программном уровне.

Слабым подобием узла ЦАП также можно считать внутренний программно управляемый ИОН, имеющийся, например, в Microchip PIC16F628A. Если настроить линию в режим выхода и программно изменять опорное напряжение согласно его градациям, то результирующий сигнал будет иметь чёткие ступеньки, как в ЦАП. Недостаток такого решения заключается в малом количестве самих ступенек и низкой точности абсолютных значений напряжения.

В идеализированном М К отдельный модуль ЦАП пока «не смотрится», поскольку на нынешнем этапе развития он, скорее, заморская диковинка, чем реальная вещь.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты