7.1.2. D/A Pretvornici

 Natrag  A/D - D/A pretvornici  Dalje


Unatoč mnogim prednostima koje imaju digitalno kodirani signali, ipak je analogni prikaz u mnogo slučajeva povoljniji, kao na primjer kada se cjelokupnim uvidom u skalu mjernog instrumenta može brzo odrediti prema položaju kazaljke instrumenta gdje je otprilike mjerena veličina u odnosu na promatrani mjerni opseg. Na taj način može se brzo sagledati opće stanje nekog sustava. Naravno točnost takvog očitavanja je upitna osobito ako su od značaja male promjene.

Za razliku od prethodnog navedenog primjera, u regulacijskoj tehnici zbog izvršnog sklopa analogne prirode potrebno je digitalne signale pretvoriti u analogne. Na primjer D/A pretvornik davati će na izlazu napon koji će ukazivati upravljačkom uređaju za napajanje nekog elektromotora kako da nadzire u upravlja elektromotorom. Općenito, upravljački mehanizam koji omogućava da izlazni napon iz D/A pretvornika nadzire i/ili upravlja mehaničkim pomakom naziva se AKTUATOR. Dakle, osnovna zadaća digitalno-analognih (D/A) pretvornika je upravljanje, a nadzor se obavlja u samom upravljačkom uređaju ili povratnim podacima preko A/D pretvornika. Iz navedenog može se zaključiti da su A/D i D/A pretvornici osnovna pretpostavka REGULACIJE. Načini realizacije pretvornika vrlo su raznoliki ali u načelu se koristi mreža otpora ili mreža strujnih izvora i takozvana paralelna pretvorba kada se u jednom koraku binarnoj kombinaciji dodjeljuje izlazni signal.

 D/A
Slika 7.1.5 Težinski otpori u D/A pretvorniku.  

Naziv paralelna pretvorba potječe iz toga što se istovremeno na sve sklopke dovode odgovarajući bit-ovi od LSB do MSB bit-a (bit-ovi najveće i najmanje težinske vrijednosti).

Sklopkama upravljaju binarne kombinacije, u primjeru sa slike veličine 4 bit-a. Sklopke po izvedbi mogu biti elektromehaničke ili elektroničke, češće ove druge.

Odnos izlaznog i ulaznog (referentnog) napona pojednostavljeno se može prikazati matematičkim izrazom:

 Pojačanje

Svojstvo operacionog pojačala s vrlo velikim ulaznim otporom i vrlo malim izlaznim otporom omogućava navedenu jednostavnu matematičku analizu. Pojačalo ne radi u klasičnom smislu da pojačava ulazni signal, već da promjenom odnosa otpora daje na izlazu uvećanje nepromjenjivog referentnog napona (ulaznog) u ovisnosti o broju uključenih otpornika kojima se vrijednost smanjuje s faktorom 2n u nazivniku.

Ukupna vrijednost paralelnog spoja otpornika iznosi R1 i mijenja se sukladno položaju sklopki kojima upravljaju binarne kombinacije. Vrijednost R2 se ne mijenja.

Pojačanje operacionog pojačala isključivo ovisi o odnosu otpora R2 i R1, a negativni predznak ukazuje da će se izvršiti promjena faze izlaznog napona u odnosu na ulazni. Otpor R1 predstavlja paralelni spoj otpora koji se sklopkama 0-3 uključuju u strujni krug u ovisnosti o binarnim kombinacijama koje s njima upravljaju.

Veličina referentnog napona Ur mora biti takva da izlazni napon Ui ne prekorači radni napon operacionog pojačala. U narednoj tablici prikazano je kako se mijenja pojačanje sklopa prema promjenama otpora R1, odnosno prema binarnim kombinacijama koje upravljaju sklopkama.

Broj R1 A
0000 - 0
0001 R -1
0010 R/2 -2
0100 R/4 -4
1000 R/8 -8
0011 R/3 -3
1100 R/12 -12
1111 R/15 -15

Ako bi se želio realizirati 12 bit-ni pretvornik u grani R1 trebalo bi se nalaziti 12 otpornika sa sklopkama kojima bi se vrijednost smanjivala s faktorom 2n slijedno od LSB do MSB.

Nedostatak prikazanog sklopa je u tome što se zahtijevaju točni odnosi između pojedinih otpornika. Stoga se radije pribjegava takozvanoj R-2R otpornoj mreži koja koristi samo dvije vrijednosti otpornika što je tehnološki čini jednostavnijom za izradu.

 R-2R D/A
Slika 7.1.6 D/A pretvornik s R-2R otpornom mrežom.  

Sklop na slici nema pojačanje u odnosu na prethodni, već mu operaciono pojačalo u spoju prema slici samo prosljeđuje izlaz iz otporne mreže bez pojačavanja, a sa svojstvom velikog ulaznog i malog izlaznog otpora u potpunosti odvaja otpornu mrežu od sklopova koji slijede na njegovom izlazu te cijeli sklop time čini vrlo stabilnim. Osim prikazane verzije otporne mreže koristi se još nekoliko sličnih.

Moderna CMOS tehnologija omogućava izradu D/A pretvornika s težinskim kondenzatorima gdje se koriste kondenzatorski naponski djelitelji. Ova tehnologija dosta je rasprostranjena zbog velike točnosti, ali ima manu što ne koristi paralelni rad.

 Natrag
 Tražila
 Dalje

 Početak
 KAZALO  Informatička abeceda
 
Citiranje ove stranice:
Radić, Drago. " Informatička abeceda " Split-Hrvatska.
{Datum pristupa}. <http://www.informatika.buzdo.com/>.
Copyright © by Drago Radić. Sva prava pridržana. | Odgovornost