Главная Промышленная автоматика.

лов требуется набор из четырех соосных переключателей. Для приема четырех входных разрядов каждой декады должен использоваться цифро-аналоговый преобразователь с двоично-десятичным кодированием. Переключатели, соответствующие логическим нулям, соединяют соответствующие входы ЦАП с землей, а входы, соответствующие логическим единицам,


Фиг. 8.14. Источник тока, управляемый кодом. (Взято из книги Analog-Digital Conversion Handbook, с разрешения фирмы Analog Devices, Inc., Norwood, Mass.)

остаются разомкнутыми (для ТТЛ) или соединяются с выводом -i-Vcc. Для дешифрации номера каждой декады устанавливается дополнительный переключатель.

Более сложным примером использования цифро-аналогового преобразователя является схема цифрового управления источником питания. К нагрузкам, которые требуют управления током, относятся отклоняющие катушки ЭЛТ, обмотки двигателей и приводы пера в ленточных самописцах. На фиг. 8.14 показан один из возможных путей использования выхода цифро-аналогового преобразователя для управления током нагрузки, один вывод которой заземлен. Операционный усилитель Al осуществляет сложение аналогового выходного напряжения от Ц/А-преобразователя с падением напряжения на нагрузке Ун, которое усиливается с помощью усилителя Az. Щ



выходе усилителя Ai образуется напряжение -vi, которое удовлетворяет соотношению

-R-W +-R--

Отсюда

к = . (8.2)

В общем случае резисторы R и Rm, конечно, могут регулироваться для получения требуемой шкалы. Кроме того, если требуется ток, больший того, который может обеспечить операционный усилитель Al, в точку В может быть подключен дополнительный усилитель тока.

Другим важным примером применения цифро-аналогового преобразователя является умножение двух сигналов: аналогового напряжения и цифрового слова. С аналогового выхода Ц/А-преобразователя будет сниматься произведение этих двух входных сигналов, если в качестве опорного напряжения использовать аналоговый сигнал. Для того чтобы убедиться в том, что в этом случае действительно будет выполняться операция умножения, достаточно представить выходной сигнал однополярного п-разрядного цифро-аналогового преобразователя в виде

вых = 1оп(й12"Ча22" + аз2-Ч ... +«„2-"), (8.3)

где Уоп представляет собой аналоговое опорное напряжение, а коэффициенты ai-а„ равны нулю, если соответствующий разряд является логическим нулем, и единице, если этот разряд является логической единицей. Если Уоп представляет собой аналоговый сигнал, лежащий в диапазоне от О до Уоп(макс), однополярный Ц/А-преобразователь превращается в одноквадрантный умножающий Ц/А-преобразователь (УЦАП).

Двухквадрантный УЦАП можно реализовать либо путем изменения диапазона Уоп для того, чтобы можно было работать как с положительными, так и с отрицательными входными сигналами, либо путем использования цифро-аналогового преобразователя, имеющего знаковый входной разряд. Выбор метода определяется тем, какой из входов является однополяр-ным, а какой биполярным. При объединении обоих методов получается четырехквадрантный УЦАП.

На фиг. 8.15 показан распространенный пример применения УЦАП, показывающий, как два четырехквадрантных УЦАП могут осуществлять цифровой сдвиг фазы. Напряжения У sin at и V cos cof задаются на два аналоговых входа. Цифровые входные сигналы представляют собой комбинацию



логических единиц и нулей, закодированных таким образом, что они оказываются пропорциональными величинами sinG и cos В. [Обычно цифровые сигналы поступают от запрограммированной памяти, например постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).] Операционный усилитель производит сумми-

Vsln wt

cose

sine.

icos шЪ

\Уоп

Четырехкбадрант-иый 1/ЦАП

ЧетршВадрант -ный &ЦАП

Vsinwtcose

Veosiotslne


Фнг. 8.15. Устройства цифрового сдвига фазы, использующее два умножаю-[щих цифро-аналоговых переключателя.

рование выходных сигналов от обоих УЦАП, в результате чего на выходе имеем

fBb.x = lsin((u/ + e).

(8.4)

Таким образом, с помощью цифровых входов преобразователя легко задать угловой фазовый сдвиг G. Объединяя вместе оба входа Von и подавая на них напряжение Vsinwt, получим на выходе

V sin со/(sin 6 + cos 6).

(8.5)

При новом соединении получаем синусно-косинусное решающее устройство для угла 6.

При последовательном соединении четырех УЦАП, как показано на фиг. 8.16, получим детектор фазовой ошибки, в котором выходной сигнал пропорционален угловой ошибке 6 -а (для малых значений угловых ошибок). В данном ре-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 [113] 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.0036