Tipuri principale de CNA

Tipuri principale de CNA. Exemple.

Circuitele de conversie numeric analogica existente in prezent pot fi clasificate in doua mari categorii:

CNA directe in care are loc conversia direct in marimea de iesire (fara a interveni alte marimi intermediare). Sunt in general mai rapide, dar nu sunt de obicei foarte precise deoarece precizia lor depinde de un numar mare de elemente de circuit. Ca exemple se pot aminti convertoarele cu rezistente ponderate, cele cu retea R-2R etc.

CNA indirecte in care numarul N este convertit mai intai intr-o marime intermediara (durata unui impuls, continutul unei secvente pseudoaleatoare etc. ). Necesita mai putine componente de precizie, deci erorile vor fi mai mici, dar si viteza este redusa. Un exemplu de convertor apartinand acestei categorii este convertorul stohastic.

Exemplu: Convertorul numeric analog pe 8 biti integrat DAC08

In marea familie a convertoarelor, circuitul integrat DAC08 ocupa o pozitie de standard industrial. Circuitul are o precizie de 0,19% suficienta pentru aplicatiile industriale obisnuite. Fiind un circuit de viteza (timp de stabilire de ordinul a 100ns) poate fi utilizat la achizitiile de date pentru controlul proceselor industriale si prelucrari numerice.

Versatilitatea in utilizare este justificata si de posibilitatea interfatarii cu orice tip de logica (TTL, CMOS etc), de gama larga a tensiunilor de alimentare 4,5V. 18Vce pot fi si nesimetrice, precum si de consumul redus (de numai 33mW la o tensiune de alimentare de 5V) independent de starile celor 8 biti din intrarile logice.

Schema bloc:

Schema bloc a convertorului bDAC08 este indicata in figura. Circuitul are doua iesiri de curent notate si . Acesti curenti au proprietatea ca suma lor este constanta si egala cu , unde este curentul impus din exterior care intra in terminalul 14. Curentii sunt furnizati de blocul Comutatoare Curenti, obtinandu-se prin insumarea curentilor din iesirile fiecaruia din cele 8 comutatoare.

Curentii ,., furnizati de blocul Retea Ponderare Curenti sunt o fractiune crescatoare cu puterile lui 2, din curentul . Astfel pentru k=1 8. Acesti curenti sunt aplicati la intrarile celor opt comutatoare de curent.

Comutarea fiecaruia din curentii ,., spre iesirea sau se face in functie de comanda logica ,., aferenta comutatorului respectiv. Comenzile pentru cele opt comutatoare de curent sunt date de blocul Interfata Comenzi Comutatoare de Curent, care are rolul de separare intre cei opt biti de comanda logica ,., si blocul Comutatoare de Curent. Astfel in functie de configuratia logica a intrarilor ,., se obtine un curent proportional cu valoarea numerica a cuvantului binar format din cei opt biti. Valoarea maxima la iesirea de curent se obtine atunci cand toti curentii sunt comutati la aceasta iesire.

Se obtine:

Curentul de referinta, , ce reprezinta marimea analogica din intrarea convertorului, este transferata catre blocul Retea Ponderare Curenti prin blocul Amp Ref care este un repetor de curent realizat cu un amplificator operational functionand intr-o bucla de reactie negativa de curent.

Curentul este furnizat din exterior cu ajutorul unui generator de curent sau dintr-un generator de tensiune, , si o rezistenta, , care determina valoarea curentului:

Rezistenta conectata in intarea este egala cu cea care determina valoarea curentului (conectata in intrarea), avand rolul sa compenseze efectul curentului din intrarea asupra curentului transferat catre blocul Retea Ponderare Curenti.

Polarizarea in curent constant a blocurilor componente ale convertorului este asigurata de blocul Circuit Polarizare care furnizeaza curentii de polarizare necesari unei functionari optime a intregului circuit integrat.

Observatii asupra comportarii circuitului bDAC 08 in temperatura:

Specificatiile de neliniaritate si monotonie ale circuitului bDAC08 sunt garantate pentru intregul domeniu al temperaturii de functionare. Deriva termica a curentului de iesire la capat de scara este mica, valoarea tipica fiind de 10 ppm/ C, iar curentul de "zero" la iesire precum si deriva sa termica sunt neglijabile in comparatie cu ½ LSB.