Bài giảng Kĩ thuật số - Bài 7: Biến đổi A/D, D/A

với ngõ vào là 10100, dòng ngõ ra là 10mA. Tính Iout khi ngõ vào là 11101.GiảiTa có: 101002 = 2010 khi Iout = 10mA.  K = 0,5 mA.Do đó: 111012 = 2910  Iout = 0,5mA  29 = 14,5mA.TD: DAC 8 bit với ngõ ra là 1.0V khi ngõ vào là 001100102. Xác định Vout lớn nhất của DAC.GiảiTa có: 001100102 = 5010 1V = K  50  K = 20 mV.Do đó, ngõ ra Vout(max) khi ngõ vào là: 1111 11112 = 25510  Vout(max) = 20mV  255 = 5,1V.Độ phân giải K: độ phân giải của biến đổi D/A là sự thay đổi nhỏ nhất của ngõ ra analog khi có sự thay đổi của ngõ vào digital. Đếm 4 bit DACClock Vout Độ phân giải 1V 0V 1V 2V 3V DAC N bit sẽ có 2N mức khác nhau, số bước nhảy sẽ là 2N – 1TD: K = 0,2V. Xác định Vout khi ngõ vào là 10001 100012 = 1710  Vout = 0,2V  17 = 3,4V.II. BIẾN ĐỔI A/D+-vAđầu vào analogĐơn vị điều khiển10Thanh ghiBộ biến đổi DA. . .vAXKết quả digitalSo sánhOPAMPEOC(kết thúc chuyển đổi)StartClockBộ biến đổi hoạt động theo các bước: ·  Tín hiệu Start để bắt đầu biến đổi. · Cứ mỗi xung clock, đơn vị điều khiển sửa đổi số nhị phân đầu ra và đưa vào lưu trữ trong thanh ghi. ·  Số nhị phân trong thanh ghi được chuyển đổi thành áp analog vAX qua bộ biến đổi DA. ·   OPAMP so sánh vAX với áp đầu vào vA. Nếu vAX VA ?Clear bit = 0Xong hết bit ?Quá trình biến đổi kết thúc và giá trị biến đổi nằm trong thanh ghiENDĐúngSaiĐến bit thấp kếSaiĐúngBộ biến đổi A/D xấp xỉ liên tiếpBộ biến đổi Flash AD Bộ biến đổi loại này có tốc độ nhanh nhất và cũng cần nhiều linh kiện cấu thành nhất. Có thể làm một phép so sánh: flash AD 6-bit cần 63 OPAMP, 8-bit cần 255 OPAMP, và 10-bit cần 1023 OPAMP. Vì lẽ đó mà bộ biến đổi AD loại này bị giới hạn bởi số bit, thường là 2 đến 8-bit.Ví dụ một flash AD 3-bit : Mạch này có độ phân giải là 1V, cầu chia điện áp thiết lập nên các điện áp so sánh (7 mức tương ứng 1V, 2V, ) với điện áp cần biến đổi. Đầu ra của các OPAMP được nối đến một priority encoder và đầu ra của nó chính là giá trị digital xấp xỉ của điện áp đầu vào. Các bộ biến đổi có nhiều bit hơn dễ dàng suy ra theo mạch này. MSBCBAAùp analog đầu vàoBộ biến đổi AD theo hàm dốc dạng lên xuống (tracking ADC) Bộ biến đổi loại này được cải tiến từ bộ biến đổi AD theo hàm dốc. Ta thấy rằng tốc độ của bộ biến đổi AD theo hàm dốc khá chậm bởi vì counter được reset về 0 mỗi khi bắt đầu quá trình biến đổi. Giá trị VAX là 0 lúc bắt đầu và tăng dần cho đến khi vượt qua VA. Rõ ràng là thời gian này là hoàn toàn lãng phí bởi vì điện áp analog thay đổi một cách liên tục, giá trị sau nằm trong lân cận giá trị trước. Bộ biến đổi AD theo hàm dốc dạng lên xuống dùng một counter đếm lên/xuống thay cho counter chỉ đếm lên ở bộ biến đổi AD theo hàm dốc và không reset về 0 khi bắt đầu. Thay vì vậy, nó giữ nguyên giá trị của lần biến đổi trước và tăng giảm tùy thuộc vào giá trị điện áp mới so với giá trị điện áp cũ.