Cho em hỏi về vref là gì, tìm hiểu bộ chuyển Đổi adc

      376

Trong kỹ thuật số, ta thấy đại lượng số có mức giá trị khẳng định là một trong những vào nhì năng lực là 0 hoặc 1, cao hay phải chăng, đúng hoặc không đúng, vv…

Trong thực tế chúng ta thấy rằng một đại lượng số (chẳng hạn mức năng lượng điện thế) thực ra hoàn toàn có thể có một cực hiếm bất kỳ nằm trong vòng xác định với ta xác định rõ những cực hiếm trong phạm vi xác minh sẽ có bình thường giá trị dạng số.

Bạn đang xem: Cho em hỏi về vref là gì, tìm hiểu bộ chuyển Đổi adc

Ví dụ: Với ngắn gọn xúc tích TTL ta có: Từ 0V đến 0,8V là mức lô ghích 0, tự 2V mang lại 5V là mức lô ghích 1Như vậy thì ngẫu nhiên nấc năng lượng điện nuốm như thế nào ở trong khoảng 0 – 0,8V rất nhiều sở hữu giá trị số là ngắn gọn xúc tích 0, còn những điện cố ở trong khoảng 2 – 5V hầu hết được gán giá trị số là một trong.Ngược lại vào kỹ thuật tựa như, đại lượng giống như có thể rước giá trị ngẫu nhiên trong một khoảng tầm cực hiếm liên tiếp. Và điều đặc biệt không chỉ có vậy là quý giá đúng đắn của đại lượng giống như là là yếu tố quan trọng.Hầu không còn trong tự nhiên và thoải mái phần đông là những đại lượng tương tự như nlỗi ánh sáng, áp suất, độ mạnh ánh nắng, … Do đó mong mỏi cách xử lý trong một khối hệ thống kỹ thuật số, ta nên biến đổi lịch sự dạng đại lượng số new rất có thể xử lý với tinh chỉnh và điều khiển những khối hệ thống được. Và ngược lại sở hữu phần đa khối hệ thống giống như rất cần phải tinh chỉnh chúng ta cũng yêu cầu thay đổi từ số sang trọng tựa như. Trong phần này họ đã tò mò về quy trình chuyển đổi từ bỏ số lịch sự tựa như -DAC (Digital lớn Analog Converter).Chuyển đổi số thanh lịch tương tự là quá trình mang một giá trị được màn biểu diễn dưới dạng mã số ( digital code ) và biến hóa nó thành nấc điện gắng hoặc chiếc điện tỉ lệ thành phần với cái giá trị số.

 Hình 5.1 minh họa sơ thiết bị khối hận của một cỗ biến đổi DAC.1.1 ÐỘ PHÂN GIẢI Độ phân giải (resolution) của cục biến đổi DAC được quan niệm là đổi khác bé dại độc nhất có thể xảy ra sinh sống đầu ra tương tự vì chưng kết qua của một chuyển đổi sống nguồn vào số. Độ phân giải của DAC nhờ vào vào số bit, vì thế những đơn vị chế tạo hay ấn định độ phân giải của DAC nghỉ ngơi dạng số bit. DAC 10 bit gồm độ phân giải tinc rộng DAC 8 bit. DAC bao gồm càng những bit thì độ phân giải càng tinch hơn. Độ phân giải luôn luôn bằng trọng số của LSB. Còn Call là kích cỡ bậc thang (step size), vị sẽ là khoảng chừng đổi khác của Vout Khi cực hiếm của đầu vào số thay đổi từ công đoạn này lịch sự bước khác.


*

Dạng sóng cầu thang (hình 5.2) gồm 16 nút cùng với 16 thạng thái đầu vào nhưng mà chỉ bao gồm 15 bậc giữa nút 0 với nấc cực đại. Với DAC tất cả N bit thì tổng cộng nấc không giống nhau đang là 2N, với toàn bô bậc đã là 2N – 1.Do kia độ phân giải bởi cùng với thông số Xác Suất trong mối quan hệ thân nguồn vào cùng cổng output của DAC.

 Đầu ra giống như = K x nguồn vào số

Với K là nút điện cầm cố (hoặc độ mạnh cái điện) nghỉ ngơi từng bậc.vì vậy ta bao gồm cách làm tính độ sắc nét nhỏng sau:


*

*

*

*

Với mã đầu vào nhị phân N bit ta có tổng cộng bậc là 2N – 1 bậc.1.2 ĐỘ CHÍNH XÁC Có rất nhiều cách thức nhận xét độ đúng mực. Hai cách thịnh hành độc nhất là không nên số toàn thang (full scale error) và sai số con đường tính (linearity error) thường được biểu biễn sống dạng tỷ lệ áp ra output cực đại (đầy thang) của bộ biến đổi. Sai số toàn thang là khoảng chừng lệch về tối đa nghỉ ngơi đầu ra DAC so với mức giá trị dự kiến (lý tưởng), được màn trình diễn ngơi nghỉ dạng Tỷ Lệ. Sai số đường tính là khoảng tầm lệch tối đa sinh hoạt kích thước bậc thang đối với kích thước bậc thang lý tưởng phát minh.Điều đặc trưng của một DAC là độ đúng đắn cùng độ sắc nét đề xuất cân xứng cùng nhau. 1.3 SAI SỐ LỆCH Theo lý tưởng phát minh thì cổng output của DAC vẫn là 0V lúc toàn bộ đầu vào nhị phân toàn là bit 0. Tuy nhiên trên thực tế thì mức năng lượng điện thay ra đến trường thích hợp này sẽ rất bé dại, Hotline là sai số lệch ( offset error). Sai số này còn nếu không kiểm soát và điều chỉnh thì sẽ tiến hành cộng vào cổng đầu ra DAC dự con kiến trong toàn bộ các ngôi trường đúng theo. Nhiều DAC gồm nhân tài kiểm soát và điều chỉnh sai số lệch sinh hoạt bên phía ngoài, vẫn có thể chấp nhận được chúng ta triệt tiêu độ lệch này bằng cách áp đa số bit 0 ngơi nghỉ nguồn vào DAC và quan sát và theo dõi cổng output. lúc kia ta kiểm soát và điều chỉnh tách áp điều chỉnh độ lệch cho tới lúc nào cổng output bằng 0V. 1.4 THỜI GIAN ỔN ĐỊNH Thời gian ổn định (settling time) là thời hạn quan trọng để đầu ra output DAC đi từ zero đến bậc thang cao nhất lúc nguồn vào nhị phân biến đổi thiên từ chuỗi bit toàn 0 đến chuổi bit toàn là 1 trong những. Thực tế thời hạn định hình là thời hạn nhằm nguồn vào DAC bình ổn trong phạm vi ±50% form size lan can (độ phân giải) của quý hiếm sau cuối. Ví dụ: Một DAC tất cả độ sắc nét 10mV thì thời hạn định hình được đo là thời hạn cổng đầu ra cần phải có để bất biến trong phạm vi 5mV của giá trị đầy thang.Thời gian bất biến có mức giá trị biến chuyển thiên trong vòng 50ns đến 10ns. DAC với cổng output dòng tất cả thời gian ổn định ngắn lại hơn thời gian bất biến của DAC gồm đầu ra năng lượng điện nỗ lực. 1.5 TRẠNG THÁI ĐƠN ĐIỆU DAC bao gồm đặc thù 1-1 điệu ( monotonic) nếu Áp sạc ra của nó tăng lúc nguồn vào nhị phân tăng nhiều từ bỏ cực hiếm này lên quý giá tiếp nối. Nói giải pháp không giống là cổng đầu ra bậc thang vẫn không tồn tại bậc trở xuống Lúc nguồn vào nhị phân tăng dần đều từ bỏ zero đến đầy thang.Tỉ số nhờ vào dòng: DAC rất tốt kinh nghiệm sự tác động của trở nên thiên nguồn tích điện so với năng lượng điện áp áp ra output khôn cùng nhỏ dại. Tỉ số dựa vào mối cung cấp là tỉ số đổi thay thiên nút năng lượng điện áp cổng đầu ra cùng với đổi thay thiên nguồn tích điện tạo ra nó. Ngoài những thông số kỹ thuật trên bọn họ rất cần phải quan tâm đên các thông số kỹ thuật không giống của một DAC Khi áp dụng như: những nút ngắn gọn xúc tích cao, phải chăng, điện trở, điện dung, của đầu vào; dải rộng lớn, điện trngơi nghỉ, điện dung của đầu ra; hệ số nhiệt, … _________________________  2.1 DAC dùng điện trngơi nghỉ bao gồm trọng số nhị phân với cỗ khuếch tán cộng.

Xem thêm: Tại Sao Tôi Lại Sử Dụng Audio Plugin Và Vsti Là Gì, Sơ Lược Về Vst Refx Nexus Và Cách Sử Dụng Cơ Bản

Hình 5.3 là sơ đồ dùng mạch của một mạch DAC 4 bit cần sử dụng năng lượng điện trngơi nghỉ cùng cỗ khuếch tán đảo. Bốn đầu vào A, B, C, D có mức giá trị mang định theo lần lượt là 0V với 5V.


Sở khuếch tán thuật toán (Operational Amplifier – Op Amp) được sử dụng có tác dụng cỗ cộng đảo mang đến tổng trọng số của bốn nút điện cố vào. Ta thấy các năng lượng điện trngơi nghỉ đầu vào giảm dần một nửa lần điện trsinh hoạt trước nó. Nghĩa là nguồn vào D (MSB) bao gồm RIN = 1k, bởi vì vậy cỗ khuếch tán cộng đưa ngay lập tức nút năng lượng điện nạm tại D đi nhưng mà ko làm cho suy sút (vì chưng Rf = 1k). Đầu vào C gồm R = 2k, suy giảm xuống 1/2, giống như đầu vào B suy sút 1/4 cùng đầu vào A giảm 1/8. Do đó cổng output bộ khuếch đại được xem bởi biểu thức:


vệt âm (-) biểu hiện cỗ khuếch tán cùng sinh hoạt đó là khuếch tán cộng đảo. Dấu âm này họ không đề xuất quan tâm. Vậy nên ngõ ra của bộ khuếch tán cùng là mức năng lượng điện nạm tương tự như, biểu hiện tổng trọng số của các đầu vào. Dựa vào biểu thức (4) ta tính được những mức điện áp ra tương ứng với các tổng hợp của những ngõ vào (bảng 5.1). Bảng 5.1 Đầu ra ứng với điều kiện các nguồn vào thích hợp sinh sống 0V hoặc 5V.


Độ phân giải của mạch DAC hình 5.2 bởi với trọng số của LSB, tức thị bằng x 5V = 0.625V. Nhìn vào bảng 5.1 ta thấy cổng output tương tự như tăng 0.625V khi số nhị phân sinh sống đầu vào tăng thêm một bậc. Ví dụ 2: a. Xác định trọng số của từng bit đầu vào sinh sống hình 5.2 b. Ttuyệt thay đổi Rf thành 500W.Xác định đầu ra output cực lớn đầy thang. Giải: a. MSB gửi đi với tầm khuếch đại = 1 cần trọng số của chính nó làm việc cổng output là 5V. Tương trường đoản cú như vậy ta tính được các trọng số của các bit đầu vào như sau: MSB # 5V MSB thứ 2 # 2.5V (giảm sút 1/2) MSB thứ 3 # 1.25V (sụt giảm 1/4) MSB trang bị 4 (LSB) # 0.625V (giảm xuống 1/8) b. Nếu Rf = 500W bớt theo thừa số 2, cần từng trọng số đầu vào sẽ bé dại hơn gấp đôi so với giá trị tính ngơi nghỉ trên. Do kia cổng đầu ra cực to ( đầy thang) sẽ giảm theo thuộc quá số, còn lại: -9.375/2 = -4.6875V 2.2 DAC R/2R ladder Mạch DAC ta vừa điều tra khảo sát sử dụng điện trsinh sống tất cả trọng số nhị phân tạo trọng số thích hợp mang đến từng bit vào. Tuy nhiên có khá nhiều hạn chế trong thực tế. Hạn chế lớn nhất chính là khoảng cách chênh lệch đáng chú ý nghỉ ngơi quý giá điện trtrọng tâm LSB cùng MSB, nhất là trong các DAC tất cả độ phân giải cao (các bit). lấy ví dụ nếu điện trsinh sống MSB = 1k vào DAC 12 bit, thì năng lượng điện trsinh sống LSB sẽ sở hữu được cực hiếm trên 2M. Vấn đề này khôn cùng khó cho vấn đề sản xuất các IC tất cả độ biến đổi thiên rộng về năng lượng điện trsinh sống để có thể duy trì tỷ lệ đúng đắn. Để hạn chế và khắc phục được nhược đặc điểm đó, fan ta vẫn tìm thấy một mạch DAC đáp ứng nhu cầu được hưởng thụ đó là mạch DAC mạng R/2R ladder. Các năng lượng điện trnghỉ ngơi trong mạch này chỉ phát triển thành thiên trong tầm từ bỏ 2 đến 1.

 

*

Hình 5.4 là 1 trong mạch DAC R/2R ladder cơ phiên bản. Từ hình 5.4 ta thấy được phương pháp sắp xếp những điện trsinh sống chỉ gồm hai cực hiếm được áp dụng là R cùng 2R. Dòng IOUT phụ thuộc vào vào địa điểm của 4 gửi mạch, nguồn vào nhị phân B0B1B2B3 bỏ ra phối hận tâm lý của những đưa mạch này. Dòng ra IOUT được phxay chạy qua bộ biến đổi mẫu thành điện (Op-Amp) để đổi thay dòng thành điện vậy ra VOUT . Điện nỗ lực ngõ ra VOUT được xem theo công thức:


Với B là quý giá nguồn vào nhị phân, thay đổi thiên từ 0000 (0) cho 1111(15) lấy một ví dụ 3: Giả sử VREF = 5V của DAC nghỉ ngơi hình 5.4. Tính độ sắc nét cùng cổng đầu ra cực đại của DAC này? Giải Độ phân giải bằng với trọng số của LSB, ta xác minh trọng số LSB bằng phương pháp gán B = 00012 = 1. Theo phương pháp (5), ta có:


2.3 DAC với đầu ra dòng Trong các máy tiên tiến nhất đôi khi cũng yên cầu quy trình điều khiển bởi dòng năng lượng điện. Do đó bạn ta đang tạo thành những DAC với ngõ ra dòng để đáp ứng nhu cầu thưởng thức đó. Hình 5.5 là 1 DAC cùng với ngõ ra chiếc giống như Xác Suất với nguồn vào nhị phân. Mạch DAC này 4 bit, gồm 4 băng thông cái tuy nhiên tuy vậy từng đường có một gửi mạch điều khiển. Trạng thái của mỗi chuyển mạch bị đưa ra phối hận bởi vì nút ngắn gọn xúc tích đầu vào nhị phân.


Dòng tung qua mỗi đường là do nút điện nuốm quy chiếu VREF cùng quý giá năng lượng điện trsinh hoạt vào đường dẫn đưa ra quyết định. Giá trị năng lượng điện trở có trọng số theo cơ số 2, nên cường độ chiếc năng lượng điện cũng đều có trọng số theo thông số 2 cùng tổng độ mạnh loại năng lượng điện ra IOUT sẽ là tổng những dòng của những nhánh.


DAC với đầu chiếc ra rất có thể gửi thành DAC bao gồm đầu ra điện cầm cố bằng cách dùng bộ khuếch tán thuật tân oán (Op-Amp) nlỗi hình 5.6.


Ở hình bên trên IOUT ra từ bỏ DAC phải nối cho đầu vào “ – ” của cục khuếch đại thuật toán. Hồi tiếp âm của bộ khuếch đại thuật toán thù buộc chiếc IOUT cần chạy qua RF với chế tác điện áp ngõ ra VOUT với được xem theo công thức:


Do đó VOUT đang là nút năng lượng điện thay tương tự, Phần Trăm cùng với nguồn vào nhị phân của DAC. 2.4 DAC điện trlàm việc hình T Hình 5.7 là sơ trang bị DAC điện trlàm việc hình T 4 bit. Trong sơ vật dụng tất cả hai loại điện trlàm việc là R cùng 2R được mắc thành 4 rất hình T nối dây chuyền. Các S3, S2, S1, S0 là các gửi mạch điện tử. Mạch DAC này cần sử dụng bộ khuếch tán thuật tân oán (Op-Amp) khuếch tán hòn đảo. VREF là năng lượng điện áp chuẩn làm tham khảo. B3, B2, B1, B0 là mã nhị phân 4 bit. Vo là điện áp tương tự ngõ ra. Ta thấy các gửi mạch Chịu sự điểu khiển của số nhị phân khớp ứng cùng với những công tắc: lúc Bi = 1 thì công tắc Si đóng góp vào VREF, kho Bi = 0 thì Si nối khu đất.


Nguim lý thao tác của DAC này cũng dễ dàng. Người đọc hoàn toàn có thể lý giải được hoạt động vui chơi của mạch dựa trên mẫu vẽ và mọi kiến thức đã học tập. Chúng ta chỉ việc mang lại theo lần lượt những bit Bi bởi ngắn gọn xúc tích 1 với 0 ta và tính được VOUT tiếp nối dùng ngulặng xếp ck ta công thêm được năng lượng điện áp ra:


Biểu thức (7) minh chứng rằng biên độ năng lượng điện áp giống như đầu ra output tỉ lệ thuận với giá trị biểu đạt số nguồn vào. Chúng ta rất có thể thấy rằng đối với DAC điện trlàm việc hình T N bit thì năng lượng điện áp giống như cổng đầu ra VOUT đã là:

 

*

Sai Số Chuyển Đổi Đối với mạch DAC điện trở hình T thì không nên số thay đổi vày những nguyên nhân sau: K Sai lệch điện áp chuẩn tsi chiếu VREF . Từ bí quyết (8) ta rất có thể tính sai số thay đổi DA vị riêng không đúng số lệch năng lượng điện áp chuẩn chỉnh tmê man chiếu VREF tạo ra nlỗi sau:


Biểu thức trên cho biết thêm không nên số của điện áp giống như DVOUT tỉ trọng cùng với rơi lệch DVREF cùng tỉ trọng thuận với giá trị dấu hiệu số đầu vào. Sự trôi điểm 0 của khuếch tán thuật tân oán. Sự trôi điểm 0 của cục khuếch tán thuật tân oán tác động giống hệt đối với phần lớn quý hiếm biểu hiện số được biến hóa. Sai số DVOUT do trôi điểm 0 không nhờ vào cực hiếm bộc lộ số. Điện áp rơi trên năng lượng điện trnghỉ ngơi tiếp xúc của tiếp điểm gửi mạch. Các đưa mạch chưa hẳn là lphát minh, thực tế điện áp rơi Khi nối thông của mạch năng lượng điện chuyển mạch quan trọng hoàn hảo và tuyệt vời nhất bởi 0. Vậy năng lượng điện áp rơi này đóng vai trò biểu lộ không nên số mang tới nguồn vào mạng điện trở hình T. K Sai số của năng lượng điện trnghỉ ngơi . Sai số năng lượng điện trngơi nghỉ cũng tạo ra sai số phi tuyến. Sai số của các năng lượng điện trsinh sống không hệt nhau, tác động gây không đúng số chuyển đổi DA của không ít năng lượng điện trở không giống nhau về địa chỉ là không giống nhau. Tốc độ gửi đổi: DAC năng lượng điện trsinh hoạt hình T công tác làm việc song song (các bit biểu đạt số nguồn vào được đưa vào tuy nhiên song) nên bao gồm tốc độ biến đổi cao. Thời gian quan trọng cho 1 lần biến hóa tất cả nhì gai đoạn: thời gian trể truyền đạt của bit biểu thị vào xa độc nhất mang lại bộ khuếch đại thuật tân oán và thời gian cần thiết nhằm bộ khuếch đại thuật toán bình ổn biểu đạt ra. __________________________________________________________