Đề tài Các phương pháp chuyển đổi ADC và DAC thực nghiệm

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật. Đặc biệt, trong lĩnh vực công nghệ thông tin đã tạo lên một động lực thúc đẩy và phát triển các ngành công nghiệp khác nhằm phục vụ và đáp ứng được nhu cầu của con người trong cuộc sống. Con người với sự trợ giúp của máy móc, những công cụ thông minh đã không phải trực tiếp làm việc, hay những công việc mà con người không thể làm được với khả năng của mình mà chỉ việc điều khiển chúng hay chúng làm việc hoàn toàn tự động đã mang lại những lợi ích hết sức to lớn, giảm nhẹ và tối ưu hoá công việc.Với sự tiến bộ này đã đáp ứng được những nhu cầu của con người trong cuộc sống hiện đại nói chung và trong sự phát triển hơn nữa của những ứng dụng trong việc nghiên cứu, phát triển của khoa học kỹ thuật của các nhà khoa học nói riêng

Đối với những học viên công nghệ phần cứng chúng ta thì việc nghiên cứu, tìm hiểu và thực nghiệm khảo sát các đặc tính của bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (ADC) và ngược lại (DAC) có ý nghĩa thực tế hết sức quan trọng. Nó không những trang bị cho chúng ta những kiến thức sâu rộng, hiện đại mà còn tạo cho chúng ta những kỹ năng làm việc cũng như những kinh nghiệm quý giá trong lĩnh vực công nghệ thông tin để theo kịp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày nay khi tốt nghiệp ra trưòng

Trong suốt thời gian qua, với những kiến thức được học ở trường cùng với sự giúp đỡ của th.s.Hà Mạnh Đào và các thầy cô trong trung tâm, chúng em đi sâu việc nghiên cứu, tìm hiểu và thực nghiệm khảo sát các đặc tính của bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (ADC) và ngược lại (DAC). Tuy đề tài không phải là mới nhưng hiểu được nó và ứng dụng nó có ý nghĩa hết sức thiết thực. Nó chính là cơ sở để thiết kế những hệ thống tự động hoá đơn giản, cũng như là những hệ thống phức tạp được ứng dụng rộng rãi trong khoa học và đời sống

Do kiến thúc còn hạn chế, cộng với thời gian tích luỹ chưa nhiều nên bản đồ án này không tránh khỏi thiếu sót và còn nhiều vấn đề chưa đề cập đến hoặc có nhưng chưa đi sâu, chúng em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn trong chuyên ngành phần cứng nói riêng và trong toàn trung tâm đào tạo công nghệ cao bách khoa nói chung

Chúng em xin chân thành cám ơn th.s.Hà Mạnh Đào cùng các thầy cô trong trung tâm đào tạo công nghệ cao bách khoa đã tận tình hướng dẫn và tạo nhiều điều kiện tốt trong quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn thành bản đồ án này

 

 

doc37 trang | Chia sẻ: luyenbuizn | Lượt xem: 1037 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang nội dung tài liệu Đề tài Các phương pháp chuyển đổi ADC và DAC thực nghiệm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Lêi nãi ®Çu Ngµy nay, víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña khoa häc kü thuËt. §Æc biÖt, trong lÜnh vùc c«ng nghÖ th«ng tin ®· t¹o lªn mét ®éng lùc thóc ®Èy vµ ph¸t triÓn c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c nh»m phôc vô vµ ®¸p øng ®­îc nhu cÇu cña con ng­êi trong cuéc sèng. Con ng­êi víi sù trî gióp cña m¸y mãc, nh÷ng c«ng cô th«ng minh ®· kh«ng ph¶i trùc tiÕp lµm viÖc, hay nh÷ng c«ng viÖc mµ con ng­êi kh«ng thÓ lµm ®­îc víi kh¶ n¨ng cña m×nh mµ chØ viÖc ®iÒu khiÓn chóng hay chóng lµm viÖc hoµn toµn tù ®éng ®· mang l¹i nh÷ng lîi Ých hÕt søc to lín, gi¶m nhÑ vµ tèi ­u ho¸ c«ng viÖc.Víi sù tiÕn bé nµy ®· ®¸p øng ®­îc nh÷ng nhu cÇu cña con ng­êi trong cuéc sèng hiÖn ®¹i nãi chung vµ trong sù ph¸t triÓn h¬n n÷a cña nh÷ng øng dông trong viÖc nghiªn cøu, ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt cña c¸c nhµ khoa häc nãi riªng §èi víi nh÷ng häc viªn c«ng nghÖ phÇn cøng chóng ta th× viÖc nghiªn cøu, t×m hiÓu vµ thùc nghiÖm kh¶o s¸t c¸c ®Æc tÝnh cña bé chuyÓn ®æi tÝn hiÖu t­¬ng tù thµnh tÝn hiÖu sè (ADC) vµ ng­îc l¹i (DAC) cã ý nghÜa thùc tÕ hÕt søc quan träng. Nã kh«ng nh÷ng trang bÞ cho chóng ta nh÷ng kiÕn thøc s©u réng, hiÖn ®¹i mµ cßn t¹o cho chóng ta nh÷ng kü n¨ng lµm viÖc còng nh­ nh÷ng kinh nghiÖm quý gi¸ trong lÜnh vùc c«ng nghÖ th«ng tin ®Ó theo kÞp víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt ngµy nay khi tèt nghiÖp ra tr­ßng Trong suèt thêi gian qua, víi nh÷ng kiÕn thøc ®­îc häc ë tr­êng cïng víi sù gióp ®ì cña th.s.Hµ M¹nh §µo vµ c¸c thÇy c« trong trung t©m, chóng em ®i s©u viÖc nghiªn cøu, t×m hiÓu vµ thùc nghiÖm kh¶o s¸t c¸c ®Æc tÝnh cña bé chuyÓn ®æi tÝn hiÖu t­¬ng tù thµnh tÝn hiÖu sè (ADC) vµ ng­îc l¹i (DAC). Tuy ®Ò tµi kh«ng ph¶i lµ míi nh­ng hiÓu ®­îc nã vµ øng dông nã cã ý nghÜa hÕt søc thiÕt thùc. Nã chÝnh lµ c¬ së ®Ó thiÕt kÕ nh÷ng hÖ thèng tù ®éng ho¸ ®¬n gi¶n, còng nh­ lµ nh÷ng hÖ thèng phøc t¹p ®­îc øng dông réng r·i trong khoa häc vµ ®êi sèng Do kiÕn thóc cßn h¹n chÕ, céng víi thêi gian tÝch luü ch­a nhiÒu nªn b¶n ®å ¸n nµy kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt vµ cßn nhiÒu vÊn ®Ò ch­a ®Ò cËp ®Õn hoÆc cã nh­ng ch­a ®i s©u, chóng em rÊt mong nhËn ®­îc sù gãp ý cña c¸c thÇy c« vµ c¸c b¹n trong chuyªn ngµnh phÇn cøng nãi riªng vµ trong toµn trung t©m ®µo t¹o c«ng nghÖ cao b¸ch khoa nãi chung Chóng em xin ch©n thµnh c¸m ¬n th.s.Hµ M¹nh §µo cïng c¸c thÇy c« trong trung t©m ®µo t¹o c«ng nghÖ cao b¸ch khoa ®· tËn t×nh h­íng dÉn vµ t¹o nhiÒu ®iÒu kiÖn tèt trong qu¸ tr×nh häc tËp còng nh­ trong qu¸ tr×nh hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy PhÇn më ®Çu Cïng víi sù tiÕn bé cña khoa häc vµ c«ng nghÖ, c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö ®ang vµ sÏ tiÕp tôc ®­îc øng dông ngµy cµng réng r·i vµ mang l¹i hiÖu qña cao trong hÇu hÕt c¸c lÜnh vùc kinh tÕ, kü thuËt còng nh­ trong ®êi sèng x· héi.TiÕp nhËn nh÷ng thµnh tùu cña khoa häc- kü thuËt ®ã, ngµy nay viÖc gia c«ng, truyÒn ®¹t vµ xö lý tÝn hiÖu trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö tõ ®¬n gi¶n ®Õn hiÖn ®¹i ®Òu dùa trªn c¬ së nguyªn lý sè , v× nh÷ng thiÕt bÞ lµm viÖc trªn c¬ së nguyªn lý sè cã nh÷ng ­u ®iÓm h¬n h¼n c¸ thiÕt bÞ lµm viÖc trªn c¬ së nguyªn lý t­¬ng tù, ®Æc biÖt lµ trong kü thuËt tÝnh to¸n, kü thuËt ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn vµ ®Æc biÖt h¬n víi sù gióp ®ì cña m¸y tÝnh ®­îc øng dông réng r·i ngµy nay.Víi sù ra ®êi c¸c hÖ thèng sè ®· c¶i thiÖn , tèi ­u nh÷ng nh­îc ®iÓm mµ kü thuËt t­¬ng tù kh«ng ®¸p øng ®­îc ch¼ng h¹n nh­ sai sè, tèc ®é, tÇn sè lµm viÖc, tæn hao .v.v... Tuy nhiªn, tÝn hiÖu tù nhiªn bao gåm c¸c ®¹i l­îng vËt lý, ho¸ häc, sinh häc... lµ c¸c ®¹i l­îng biÕn thiªn theo thêi gian hay nãi c¸ch kh¸c nã lµ c¸c ®¹i l­îng t­¬ng tù, ®Ó phèi ghÐp víi nguån tÝn hiÖu t­¬ng tù víi nguån xö lý sè, nghÜa lµ ®Ó xö lý tÝn hiÖu th«ng qua mét hÖ thèng sè ta ph¶i cã c¸c m¹ch chuyÓn ®æi tÝn hiÖu tõ d¹ng t­¬ng tù sang d¹ng sè ADC (The Analog to Digital Convertor), tÝn hiÖu sau khi ®· ®­îc chuyÓn ®æi ®­îc xö lý qua mét hÖ thèng xö lý tÝn hiÖu sè vµ ®­îc tr¶ l¹i d¹ng tÝn hiÖu ban ®Çu, ®ã lµ tÝn hiÖu t­¬ng tù th«ng qua m¹ch chuyÓn ®æi tÝn hiÖu sè-t­¬ng tù DAC (The Digital to Analog Convertor ). Ngµy nay, cïng víi sù bïng næ cña c«ng nghÖ th«ng tin, m¸y tÝnh ®ãng vai trß hÕt søc to lín vµ th©m nhËp ngµy cµng s©u vµo ®êi sèng kinh tÕ, x· héi vµ ®Æc biÖt gãp phÇn vµo viÖc nghin cøu ph¸t triÓn nh÷ng ngµnh khoa häc míi, ®¬n cö nh­ nh÷ng hÖ thèng tù ®éng ho¸ ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh mµ ta sÏ ®Ì cËp d­íi ®©y. §Ó më réng tÇm øng dông, còng nh­ kh¶ n¨ng can thiÖp s©u cña kü thuËt m¸y tÝnh vµo c¸c lÜnh vùc kh¸c nhau. Chóng ta ph¶i cã mèi quan hÖ chÆt chÏ gi÷a chóng, nghÜa lµ kh¶ n¨ng kÕt nèi m¸y tÝnh còng nh­ viÖc kÕt nèi m¸y tÝnh víi thiÕt bÞ ngo¹i vi, tuú theo yªu cÇu vµ nhiÑm vô cô thÓ còng nh­ vËt t­ thiÕt bÞ cã trong tay mµ viÖc thiÕt kÕ mét hÖ thèng ghÐp nèi m¸y tÝnh kh¸c nhau víi nhiÒu môc ®Ých kh¸c nhau. §Æc biÖt ®­îc øng dông réng r·i trong ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn tù ®éng. Tuy nhiªn, ®Ó cã ®­îc ®iÒu ®ã cÇn ph¶i cã sù phèi ghÐp gi÷a hai nguån tÝn hiÖu ®ã lµ nguån tÝn hiÖu t­¬ng tù vµ nguån tÝn hiÖu sè. ViÖc nµy hÕt søc quan träng vµ kh«ng thÓ thiÕu ®­îc trong hÖ thèng xö lý sè, kh«ng nh÷ng thÕ viÖc nghiªn cøu t×m hiÓu nã cho ta biÕt ®­îc kh¶ n¨ng lµm viÖc, ®ä chÝnh x¸c cña hÖ thèng còng nh­ ®é tin cËy cña hÖ thèng PhÇn 1 Tæng quan vÒ kü thuËt chuyÓn ®æi tÝn hiÖu øng dông trong ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh Ch­¬ng 1 ChuyÓn ®æi t­¬ng tù – sè ADC (The Analog to Digital Convertor) 1 .Nguyªn lý c¬ b¶n cña chuyÓn ®æi t­¬ng tù – sè (ADC basic principles) TÝn hiÖu t­¬ng tù lµ tÝn hiÖunbiÕn thiªn liªn tôc theo thêi gian, tÝn hiÖu sè m· ho¸ lµ rêi rac theo th¬i gian. §Ó chuûªn ®æi tÝn hiÖu t­¬ng tù sang d¹ng tÝn hiÖu sè ®ßi hái ph¶i l­îng tö ho¸ biªn ®é vµ rêi r¹c ho¸ trôc thêi gian tÝn hiÖu sè liªn tôc. §Ó cã ®­îc ®iÒu nµy, cÇn ph¶i lÊy mÉu tÝn hiÖu t­¬ng tù t¹i nh÷ng kho¶ng thêi gian nh­ nhau sau ®ã chuyÓn ®æi c¸c gi¸ trÞ mÉu thµnh sè. Nh­ vËy, nguyªn lý chung cña sù chuyÓn ®æi lµ: - lÊy mÉu - nhí mÉu - l­îng tö ho¸ - m· ho¸ 1.1. LÊy mÉu tÝn hiÖu (Singnal sample) ViÖc lÊy m©ò tÝn hiÖu t­¬ng tù t¹i nh÷ng kho¶ng thêi gian sao cho tÝn hiÖu sè ®­îc m· ho¸ cã thÓ kh«i phôc l¹i tÝn hiÖu cò mét c¸ch trung thùc, Ýt ¶nh h­ëng cña nhiÔu vµ sai sè do qu¸ tr×nh lÊy mÉu. Theo ®Þnh lý lÊy mÉu cña Kacchenikop hay ®Þnh lý lÊy mÉu cña Sharnon th× ®Ó kh«i phôc l¹i tÝn hiÖu cò cã ®é trung thùc tèi thiÓu th× tÇn sè cña tÝn hiÖu lÊy mÉu ph¶i cã ®é lín tèi thiÓu b»ng hai lÇn tÇn sè lín nhÊt cña phæ tÝn hiÖu t­¬ng tù: (1). Víi: lµ tÇn sè max cña d¶i phæ tÝn hiÖu t­¬ng tù cÇn chuyÓn ®æi lµ tÇn sè lÊy mÉu NÕu: th× ta gäi tÇn sè lÊy mÉu nµy lµ tµn sè Nyguist. Chu kú Nyguist: (2). 0 t U,i 0 t U,i H×nh 1. TÝn hiÖu t­¬ng tù vµ tÝn hiÖu sau khi l­îng tö vµ rêi r¹c ho¸ Nh­ vËy, mét tÝn hiÖu t­¬ng tù cã hµm tin x(t) nµo ®ã x¸c ®Þnh trong kho¶ng () hoµn toµn cã thÓ kh«i phôc tõ c¸c mÉu rêi r¹c cña nã x(k.) theo c«ng thøc: X (t) = .x(k.). (3). Víi : tÇn sè cao nhÊt trong phæ x(t) : b­íc rêi r¹c ho¸ hay tÇn sè lÊy mÉu: (4). (tÇn sè lÊy mÉu lín gÊp hai lÇn tÇn sè cao nhÊt cña x(t) ) Nh­ vËy sè mÉu cÇn lÊy lµ: (5). GØa sö coi nh­ bÒ réng phæ cña ©m thanh chÊt l­îng cao cã tÇn sè lµ : .Nh­ vËy, tÇn sè lÊy mÉu tÝn hiÖu theo ®Þnh lý trªn : 2. L­îng tö ho¸ vµ m· ho¸ tÝn hiÖu (signal Coding and Quantization). Sau khi tÝnh to¸n x¸c ®Þnh tÇn sè lÊy mÉu cña tÝn hiÖu b»ng®Þnh lý lÊy mÉu ta ®­îc d·y c¸c gi¸ trÞ rêi r¹c.Thùc hiÖn viÖc l­îng tö ho¸ biªn ®é cña tÝn hiÖu t­¬ng tù, lµ biÕn d·y c¸c gi¸ trÞ rêi r¹c bÊt kú ®ã thµnh d·y c¸c gi¸ trÞ nguyªn x(k) b»ng c¸ch hÕt søc ®¬n gi¶n lµ quy trß c¸c gi¸ trÞ ®ã. Tuy nhiªn, ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc møc quy trßn (gi¸ trÞ nµy gäi lµ møc l­îng tö ho¸), ®iÒu nµy sÏ g©y ra sai sè l­îng tö ho¸ , tÊt nhiªn ta cã thÓ h¹n chÕ sai sè nµy mét c¸ch tèi thiÓu lµ t¨ng tÇn sè lÊy mÉu. Sè mÉu cµng lín th× sai sè cµng nhá, ®iÒu nµy thÓ hiÖn qua sè bit ®Çu ra cñ bé chuyÓn ®æi, ng­êi ta dùa vµo tham sè nµy ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt l­äng chuyÓn ®æi còng nh­ ®é trung thùc cña tÝn hiÖu kh«i phôc. C«ng thøc l­îng tö ho¸: (5). Víi: E lµ phÇn nguyªn. VD: Ta cã c¸c gi¸ trÞ rêi r¹c sau khi lÊy mÉu tÝn hiÖu nh­ sau: Gi¸ trÞ rêi r¹c sau khi lÊy mÉu X(k.t) Gi¸ trÞ sau khi quy trßn 11.7 12 10.3 10 13.8 14 18.2 18 22.6 23 24.9 25 14.1 14 B¶ng 1. GÝa trÞ rêi r¹c sau khi lÊy mÉu vµ sau khi quy trßn Sau khi thùc hiÖn xong viÖc l­îng tö ho¸ tõ c¸c tÝn hiÖu rêi r¹c, ta thùc hiÖn viÖc m· ho¸ tÝn hiÖu sè. Tr­íc hÕt, ®Ó tiÕn hµnh m· ho¸ tÝn hiÖu theo m· nhÞ ph©n th× cÇn ph¶i xem tÝn hiÖu cÇn sè tõ m· tèi thiÓu lµ bao nhiªu, ®Ó cã d­îc ®iÒu nµy th× ph¶i dùa vµo gi¸ trÞ lín nhÊt cña mÉu. Víi con sè thËp ph©n, nÕu sö dông 4 con sè hËp ph©n ®Ó viÕt 1 con sè thËp ph©n th× ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: < sè thËp ph©n < T­¬ng tù víi sè nhÞ ph©n: (6). Nh­ vËy, sè bit cÇn thiÕt ®Ó tho· m· ho¸ lµ n bit. Ch¼ng h¹n: Sè bit trong mçi tõ m· lµ 5 bit. VËy ta cã c«ng thøc ®Ó x¸c ®Þnh sè bit lµ: suy ra: . (7). Ngoµi ra, nÕu con sè biÓu diÔn lµ c¸c con sè ®¹i sè th× cßn cã c¶ sè ©mvµ sè d­¬ng cho nªn trong tõ m· cßn cã thªm mét bit n÷a lµ bit dÊu ®Ó ph©n biÖt sè ©m vµ sè d­¬ng . Trªn c¬ së ®ã ta thùc hiÖn m· ho¸ c¸c gi¸ trÞ trªn : x(0.t) = (12)= 01100 x(1.t) = (10) = 01010 x(2.t) = (14) = 01110 x(3.t) = (18) = 10010 x(4.t) = (23) = 10111 x(5.t) = (25) = 11001 x(6.t) = (14) = 01110 §Ó ®¸nh gi¸ chÊt l­îng chuyÓn ®æi nghÜa lµ ®é trung thùc cña tÝn hiÖu kh«i phôc ng­êi ta x¸c ®Þnh sai sè l­îng tö cùc ®¹i: Sai sè l­îng tö cùc ®¹i: Sai sèl­îng tö cµng nháth× ®é trung thùc cña tÝn hiÖu sau khi kh«i phôc cµng cao Nh­ vËy, sau khi tÝn hiÖu t­¬ng tù ®­îc lÊy mÉu (rêi r¹c ho¸ thêi gian) vµ m· ho¸ (l­îng tö ho¸ vÒ biªn ®é) nã chuyÓn thµnh tÝn hiÖu sè nµy lµ c¸c gi¸ trÞ rêi r¹c ®ã. C¸ch biÓu diÔn theo hÖ thËp ph©n th­êng dïng ®Ó chØ thÞ sè ®o, cßn tr­êng hîp m¹ch biÕn ®æi AD lµ c¸c thiÕt bÞ sè th× th­êng dïng hÖ c¬ sè 2 (m· nhÞ ph©n) ®Ó biÓu diÔn tÝn hiÖu sè. GØa sö gäi tÝn hiÖu t­¬ng tù lµ , tÝn hiÖu sè lµ , ®­îc biÓu diÔn d­íi d¹ng m· nhÞ ph©n nh­ sau:(8). Trong ®ã, c¸c hÖ sè hoÆc b»ng 1 (víi k=0 ®Õn k=n-1) vµ ®­îc gäi lµ bit (binary digit). Trong ®ã, bit cã träng l­îng lín nhÊt ë bªn tr¸i vµ bit cã träng l­îng nhá nhÊt ë bªn ph¶i.ë ®©y lµ bit cã träng l­îng nhá nhÊt. Nh­ vËy, víi mét m¹ch biÕn ®æi cã N bit nghÜa lµ cã N sè h¹ng trong d·y m· nhÞ ph©n th× mçi nÊc trªn h×nh chiÕm mét gi¸ trÞ: (9). Trong ®ã: - lµ gi¸ trÞ cùc ®¹i cho phÐp cña diÖn ¸p t­¬ng tù ®Çu vµo ADC - lµ møc ®iÖn tö 2.c¸c tham sè c¬ b¶n ®Æc tr­ng cho chuyÓn ®æi t­¬ng tù sè + D¶i biÕn ®æi cña ®iÖn ¸p t­¬ng tùu ®Çu vµo: Lµ kho¶ng ®iÖn ¸p mµ bé chuyÓn ®æi AD cã thÓ thùc hiÖn chuyÓn ®æi ®­îc. Kho¶ng ®iÖn ¸p ®ã cã thÓ lÊy c¸c gi¸ trÞ sè tõ 0 ®Õn mét sè d­¬ng hoÆc ©m nµo ®ã. Sè c¸c sè h¹ng cña m· sè cña ®Çu ra (sè bit trong m· nhÞ ph©n) t­¬ng øng víi d¶i biÕn ®æi cña ®iÖn ¸p vµo cho biÕt møc chÝnh x¸c cña phÐp chuyÓn ®æi. VÝ dô: Mét ADC cã sè bit ë ®Çu ra N=12, nghÜa lµ mét tõ m· cã 12 con sè nhÞ ph©n th× ADC cã thÓ ph©n biÖt ®uîc =4096 møc ®iÖn ¸p trong d¶i biÕn ®æi ®iÖn ¸p vµo cña nã. §é ph©n biÖt cña mét ADC ®­îc ký hiÖu lµ Q (®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (4) ë trªn). Nh­ v¹y, ta cã thÓ ngÇm hiÓu sè bit N ®Ó ®Æc tr­ng cho ®é chÝnh x¸c. Tuy nhiªn, ngoµi sè bit ®Æc tr­ng cho ®é chÝnh x¸c cña bé chuyÓn ®æi trong thùc tÕ liªn quan ®Õn ®é chÝnh x¸c cña ADC cßn cã nh÷ng tham sè kh¸c nh­: Sai sè lÖch 0, sai sè ®¬n ®iÖu, sai sè khuyÕch ®¹i Lý t­ëng Thùc MÐo phi tuyÕn Sai sè khuÕch ®¹i Sai sè ®¬n ®iÖu Sai sè lÖch kh«ng 000 001 010 011 100 101 110 111 H×nh 2. ®Æc tyuÕn lý t­ëng vµ thùc cña bé chuyÓn ®æi ADC Nh­ vËy, so s¸nh hai ®­êng ®Æt tuyÕn truyÒn ®¹t lý t­ëng cña ADC lµ mét ®­êng bËc thang ®Òu vµ cã ®é dèc trung b×nh b»ng 1. §­êng ®Æc tuyÕn thùc cã sai sè lÖch kh«ng vµ lµ mét h×nh bËc thang kh«ng ®Òu do ¶nh h­ëng cña sai sè khuyÕch ®¹i, cña mÐo phi tuyÕn vµ sai sè ®¬n ®iÖu. Trong ®ã, sai sè khuyÕch ®¹i lµ sai sè gi÷a ®é dèc trung b×nh cña ®­êng ®Æc tuyÕn thùc víi ®é dèc trung b×nh cña ®­êng ®Æc tuyÕn lý t­ëng. Sai sè phi tuyÕn ®­îc ®Æc tr­ng bëi sù thay ®æi ®ä dèc ®­êng trung b×nh cña ®¹c tuyÕn thùc trong d¶i biÕn ®æi cña ®iÖn ¸p vµo. Sai sè nµy lµm cho ®Æc tuyÕnchuyÓn ®æi cã d¹ng h×nh bËc thang kh«ng ®Òu. Cuèi cïng, sai sè ®¬n ®iÖu thùc chÊt còng do tÝnh phi tuyÕn cña ®­êng ®Æc tÝnh biÕn ®æi g©y ra. 3.CÊu t¹o, s¬ ®å khèi vµ nguyªn t¾c lµm viÖc cña ADC (ADC Composition, Diagram and Working Principle) 3.1 cÊu t¹o, s¬ ®è khèi (Diagram and Composition) M¹ch lÊy MÉu ADC L­îng tö ho¸ M· ho¸ UM UA UA UA UA h×nh 3.s¬ ®å khèi minh ho¹ nguyªn t¾c lµm viÖc cña ADC Nh­ vËy, mét bé chuyÓn ®æi bao gåm cã: M¹ch lÊy mÉu tÝn hiÖu, m¹ch l­îng tö ho¸ tÝn hiÖu vµ m¹ch m· ho¸ tÝn hiÖu. 3.2. Nguyªn t¾c lµm viÖc cña ADC (ADC Working Principle) Tr­íc hÕt, m¹ch l¸y mÉu tÝn hiÖu t­¬ng tù t¹i c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau ®Òu vµ c¸ch ®Òu nhau (rêi r¹c ho¸ tÝn hiÖu vÒ mÆt thßi gian), gi÷ cho biªn ®é ®iÖn ¸p t¹i c¸c thêi ®iÓm lÊy mÉu kh«ng ®æi trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi tiÕp theo. TÝn hiÖu ra m¹ch lÊy mÉu ®­îc ®­a tíi m¹ch l­îng tö ho¸ ®Ó thùc hiÖn lµm trßn víi biªn ®é chÝnh x¸c: . Sau m¹ch l­îng tö ho¸ lµ m¹ch m· ho¸. Trong m¹ch m· ho¸, kÕt qu¶ l­îng tö ho¸ ®­îc s¾p xÕp l¹i theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh phô thuéc vµo lo¹i m· yªu cÈutªn ®Çu ra cña bé chuyÓn ®æi. 4. ph©n lo¹i chuyÓn ®æi t­¬ng tù-sè ADC . Cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i chuyÓn ®æi t­¬ng tù-sè ADC , tuy nhiªn chñ yÕu ph©n lo¹i theo qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi vÒ mÆt thêi gian theo c¸ch ph©n lo¹i nµy cã 4 ph­¬ng ph¸p biÕn ®æi AD nh­ sau: a.Ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi song song: Trong ph­¬ng ph¸p nµytÝn hiÖu ®­îc so s¸nh cïng mét lóc víi nnhiÒu gi¸ trÞ chuÈn. Do ®ã tÊt c¶ c¸c bit ®­îc x¸c ®Þnh ®ång thêi vµ ®­a ®Õn ®Çu ra. b.BiÕn ®æi theo m· ®Õm: ë ®©y, qu¸ tr×nh so s¸nh ®­îc thùc hiÖn lÇn l­ît tõng b­íc theo quy luËt cña m· ®Õm. KÕt qu¶ chuyÓn ®æi ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch ®Õm sè l­îng gi¸ trÞ chuÈn cã thÓ chøa ®­îc trong gi¸ trÞ tÝn hiÖu t­¬ng tù cÇn chuyÓn ®æi. c. BiÕn ®ái nèi tiÕp theo m· nhÞ ph©n: Qóa tr×nh so s¸nh ®ùoc thùc hiÖn lÇn l­ît tõng b­íc theo quy luËt m· nhÞ ph©n. C¸c ®¬n vÞ chu¶n dïng ®Ó so s¸nh lÊy c¸c gi¸ trÞ gi¶m dÇn, do ®ã c¸c bit ®­îc x¸c ®Þnh lÇn l­ît tõng bit cã nghÜa lín nhÊt ®Õn bit nhá nhÊt. d. BiÕn ®æi song-song nèi tiÕp kÕt hîp: Trong ph­¬ng ph¸p nµy mçi b­íc so s¸nhcã thÓ ®­îc x¸c ®Þnh ®­îc tèi thiÓu lµ 2 bit ®ång thêi. Nh­ vËy, cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi, tuy nhiªn c¸c m¹ch th­c tÕ lµm viÖc theo nhiÒu ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau. Nh­ng vÒ nguyªn t¾c chuyÓn ®æi ®Òu lµm theo nh÷ng ph­¬ng ph¸p trªn. Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ mét hÖ thèng ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh, hay mét hÖ thèng ®o l­êng sè nµo ®ã tuú vµo yªu cÇucña hÖ thèng nh­ tèc ®é,®é chÝnh x¸c vËt t­ hiÖn cã mµ lùa chän ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi kh¸c nhau. Mçi ph­¬ng ph¸p ®Òu cã ­u nh­îc ®iÓm kh¸c nhau, chÝnh v× vËy viÖc nghin cøu nguyªn lý ho¹t ®éng , tÝnh n¨ng kü thu¹t cña tõng ph­¬ng ph¸p còng nh­ tõng m¹ch cô thÓ lµ nhiÖm vô cña ng­êi thiÕt kÕ. Sau ®©y ta t×m hiÓu tõng ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi: 4.1. Bé chuyÓn ®æi ADC theo ph­¬ng ph¸p tÝch ph©n mét s­ên dèc (the Ramp type ADC). 4.1.1. S¬ ®å khèi : Bé t¹o U tuyÕn tÝnh Bé so s¸nh 2 Bé t¹o cöa thêi gian Bé ®Õm xung Bé t¹o xung ®Öm Bé ®iÒu khiÓn Bé so s¸nh 1 U0 + Ux U0 2n 21 20 H×nh 4. S¬ ®å khèi ph­¬ng ph¸p tÝch ph©n mét s­ên dèc u U0 + Ux U0 t USS1 t USS2 t Uxung cöa DT Uxung chuÈn Uxung ®iÓm t t t H×nh 5 : Gi¶n ®å thêi gian 4.1.2.Nguyªn lý lµm viÖc Bé ®iÒu khتn t¹o xung ®iÒu khiÓn(Xung Clock), xung nµy cã nhiÖm vô xo¸ “0” bé ®Õm vµ t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c­a.Nã chÝnh lµbé t¹o ®iÖn ¸p mÉu cã ®é mÐo nhá Bé so s¸nh cã nhiÖm vô so s¸nh ®iÖn ¸p cÇn ®o víi ®iÖn ¸p chuÈn. Mét ®Çu ra Bé so s¸nh 2 ®Çu vµo h×nh 6. bé so s¸nh Khi ®Æt 2 ®iÖn ¸p ®Çu vµo b»ng nhau th× cã xung ra t¹i thêi ®iÓn .Xung ra nµy kÝch bé t¹o cöa thêi gian lµ Triger ã hai tr¹ng th¸i æn ®Þnh vµ lµm cho bé cöa thêi gian tõ tr¹ng th¸i “0” chuyÓn sang tr¹ng th¸i “1”. Sau khi cã ®iÖn ¸p vµo bé so s¸nh 2 th× nã sÏ so s¸nh gi¸ trÞ vµ ®­a ra xung ®Õm t¹i thêi ®iÓm . Xung ®Õm nµy lµm cho bé t¹o xung chuyÓn tr¹ng th¸i tõ tr¹ng th¸i “1” sang tr¹ng th¸i “0” , ®ång thêi më cöa ®Ó bé t¹o xung ®Õm lät qua, c¸c xung nµy sÏ ®­îc l­u tr÷ t¹i c¸c thanh ghi cña bé ®Õm xung. Trong thùc tÕ, th­êng sö dông c¸c vi m¹ch khuyÕch ®¹i thuËt to¸n lµm bé so s¸nh. Ta thÊy r»ng ë s¬ ®å nguyªn lý ngoµi ®iÖn ¸p cÇn cho ®iÖn ¸p .§iÖn ¸p lµ ®iÖn ¸p ®­îc t¹on ra nh»m môc ®Ých ®o chÝnh x¸c gi¸ trÞ cña ®iÖn ¸p v× khi b¾t ®Çu qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi nã ch­a æn ®Þnh do tÝnh kh«ng ®­êng th¼ng. Ta cã: (10) Víi: (11) Suy ra: (12). V× = const = Gi¶ sö i = 0 = n. 4.1.3 Sai sè chuyÓn ®æi vµ c¸ch kh¾c phôc. §Ó thùc hiÖn ®o l­êng vµ chuyÓn ®æi b»ng m¸y tÝnh th«ng qua card ghÐp nèi chuyÓn ®æi t­¬ng tù-sè ADC ngoµi viÖc ph¶i hiÓu nguyªn lý ho¹t ®éng cña nã, ta cßn ph¶i biÕt tÝnh n¨ng ®o l­êng còng nh­ ®é chÝnh x¸c cña tõng bé chuyÓn ®æi. VËy ®é chÝnh x¸c cña bé chuyÓn ®æi sö dông ph­¬ng ph¸p trªn phô thuéc vµo c¸c yÕu tè g× ? * §Ó tr¶ lêi cho c©u hái trªn ta ph¶i xem xet tõng yÕu tè tuú thuéc: C¸c ®iÖn ¸p chuÈn + DiÖn ¸p r¨ng c­a khong tuyÕn tÝnh + TÇn sè kh«ng æn ®Þnh cã sai sè t­¬ng ®èi lín lín Do nhiÔu xung can thiÖp vao m¹ch biÕn ®æi Do sù kh«ng ®ång bé gi÷a xung më cöa vµ chuçi xung chuÈn dÉn ®Õn sai sè ph­¬ng ph¸p ®o * c¸ch kh¾c phôc: Tr­íc hÕt ph¶i t¹o ®iÖn ¸p chuÈn thËt chuÈn g% nhá, sai sè doTÇn sè nhá nhá Gi¶m sai sè ph­¬ng ph¸p, t¨ng tÇn sè xung chuÈn, tuy nhiªn còng ph¶i phô thuéc vµo ®é ph©n gi¶i cña bé ®Õm xung. 4.2. Bé chuyÓn ®æi AD theo ph­¬ng ph¸p tÝch ph©n hai s­ên rèc. (The dual-slope integerating type A/D converter) 4.2.1. S¬ ®å khèi cÊu t¹o. Bé ®Öm M¹ch Logic §Õm Z0 T¹o xung nhÞp R c Uc Uch Ua M¹ch tÝch ph©n A1 Bé so s¸nh A2 M¹ch ADN U0 H×nh 7. s¬ ®å khèi cÊu t¹o bé chuyÓn ®æi theo ph­¬ng ph¸p hai s­ên dèc UC UA t t1 t2 t’2 0 U’c1 U’c2 H×nh 8. gi¶n ®å thêi gian 4.2.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng. M¹ch logic ®iÒu khiÓn, ®iÒu khiÓn cho kho¸ K ë vÞ trÝ 1 th× ®iÖn ¸p t­¬ng tù cÇn chuyÓn ®æi n¹p ®iÖn cho tô C th«ng qua ®iÖn trë R t¹i thêi ®iÓm . Khi ®ã ë ®Çu ra cña m¹ch tÝch ph©n Cã ®iÖn ¸p ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: (13). R C UchuÈn Uc H×nh 9. m¹ch tÝch ph©n Nh­ vËy, tû lÖ víi. Tuú theo lín hay bÐ mµ ®Æc tuyÕn cña cã ®é dèc kh¸c nhau. Trong thêi gian , bé ®Õm còng ®Õm c¸c xung nhÞp. Sau khi n¹p ®iÖn ¸p cÇn ®o cho tô ®iÖn C, m¹ch logic ®iÒu khiÓn sÏ chuyÓn kho¸ K sang vÞ trÝ 2 ®ång thêi tÝn hiÖu tõ m¹ch logic còng ®­îc ®­a ®Õn m¹ch AND ( m¹ch “Vµ”) vµ lµm chom¹ch AND th«ng khi cã xung nhÞp t¸c ®éng. T¹i thêi ®iÓm nµy, m¹ch ®Õm ë ®Çu ra b¾t ®Çu thùc hiÖn ®Õm vµ m¹ch ®Õm ®­îc m¹ch logic ®iÒu khiÓn vÒ vÞ trÝ nghØ. Khi K ë vÞ trÝ 2, ®iÖn ¸p chuÈn b¾t ®Çu n¹p ®iÖn cho tô C theo chiÒu ng­îc l¹i, ph­êng tr×nh n¹p lµ: (14). GØa thiÕt sau thêi gian th× , nghÜa lµ ®iÖn ¸p trªn tô C b»ng “0” v× hai ®iÖn ¸p ®­îc n¹p vµo tô cã nhiÒu c¸ch kh¸c nhau. Nh­ vËy ta cã: (15) Sè xung ®­a ®Õn m¹ch ®Õm trong thêi gian lµ: (16). Trong ®ã lµ tÇn sè cña d·y xung nhÞp tõ ®ã suy ra . Thay vµo (15) ta ®­îc: (17). Do ®ã xung nhÞp ®Õm ®­îc nhê m¹ch ®Õm ë ®Çu ra trong kho¶ng thêi gian lµ: (18). Sau thêi gian m¹ch ®Õm ra bÞ ng¾t v× ®iÖn ¸p trªn tô = 0 vµ m¹ch logic ®ãng cæng AND .Qóa tr×nh lÆp l¹i t­¬ng tù trong qu¸ tr×ng chuyÓn ®æi tiÕp theo. Nh­ vËy, theo c«ng thøc ta thÊy sè xung ®Õm ®­îc ë ®Çu ra tû lÖ víi ®iÖn ¸p t­¬ng tù cÇn chuyÓn ®æi. ë ®©y, kÕt qu¶ ®Õm kh«ng phô thuéc vµo c¸c th«ng sè RC cña m¹ch vµ còng kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè fn . chÝnh v× lÏ ®ã kÕt qña chuyÓn ®æi còng kh¸ chÝnh x¸c, tuy nhiªn yªu cÇu cÇn thiÕt lµ tÇn sè nhÞp ph¶i cã ®é æn ®Þnh cao nghÜa lµ gi¸ trÞ tÇn sè xung nhÞp ph¶i nh­ nhau trong kho¶ng thíi gian t1 ,t2 Tãm l¹i, trong ph­¬ng ph¸p nµy.ta d· lµm cho ®iÖn ¸p cÇn chuyÓn ®æi UA Tû lÖ víi thêi gian (t1,t2 ) råi ®Õm sè xung nhÞp xuÊt hiÖn trong kho¶ng thêi gian ®ã. Ph­¬ng ph¸p nµy cho ta chuyÓn ®æi tÝn hiÖu t­¬ng tù thµnh tÝn hiÖu sè cã ®é chÝnh x¸c cao. 4.3 Ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi song song hay ph­¬ng ph¸p so s¸nh trùc tiÕp. (Comparaison directe). 4.3.1. S¬ ®å nguyªn lý. UA Uch 7V/8 3V/8 5V/8 V/2 3V/8 V/4 V/8 V/2 R R R R R R R R M· Ho¸ Lèi vµo Lèi ra 1111111 000 0111111 001 0011111 010 0001111 011 0000111 100 0000011 101 0000001 110 0000000 111 Bit 1 Bit 2 Bit 3 H×nh 10. s¬ ®å nguyªn lý ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi song song 4.3.2.Nguyªn lý ho¹t ®éng Trong ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi nµy, tÝn hiÖu t­¬ng tù cÇn chuyÓn ®æi UA cÇn chuyÓn ®æi ®­îc ®­a ®ång thêi tíi ®Çu vµo c¸ bé so s¸nh. §iÖn ¸p chuÈn Uch ®­îc ®­a ®Õn ®Çu vµo cßn l¹i cña c¸c bé so s¸nh qua thanh ®iÖn trë R. Do ®ã c¸c ®iÖn ¸p chuÈn ®Æt vµo bé so s¸nh l©n cËn kh¸c nhau mét l­îng kh«ng ®æi vµ gi¶m dÇn. §Çu ra cña c¸c bé so s¸nh cã ®iÖn ¸p vµo lín h¬n ®iÖn ¸p chuÈn lÊy trªn thanh ®iÖn trë cã møc logic “1”, ng­îc l¹i c¸c ®Çu ra cña c¸c bé so s¸nh co ®iÖn ¸p vµo nhá h¬n ®iÖn ¸p chuÈn cã møc logic “0. TÊt c¶ c¸c ®Çu ra cña c¸c bé so s¸nh ®­îc nèi vµo m¹ch AND cã mét ®Çu ®­îc nèi vµo mét m¹ch t¹o xung nhÞp. ChØ khi cã xung nhÞp ®­îc ®­a ®Õn t¸c ®éng vµo ®Çu m¹ch AND th× c¸c xung ra cña c¸c bé so s¸nh míi ®­îc n¹p vµo bé nhí lµ c¸c Flip-Flop.C¸c xung sau khi ®­îc nhí vµo m¹ch nhí nã ®­îc ma ho¸ thµnh d¹ng nhÞ ph©n. Nh­ vËy, cóu sau mét kho¶ng thêi gian b»ng mét chu kú xung nhÞp th× l¹i cã mét tÝn hiÖu ®­îc chuyÓn ®æi. Nh­ vËy, bé chuûªn ®æi t­¬ng tù-sè lµm viÖc theo ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi song song cã tèc ®é chuyÓn ®æi nhanh v× qu¸ tr×nh so s¸nh ®­îc thùc hiÖn song song cïng mét kho¶ng thêi gian. Tuy nhiªn, kÕt cÊu m¹ch phøc t¹p víi sè linh kiÖn qu¸ lín. Víi bé chuûªn ®æi N bit, ®Ó ph©n biÖt ®­îc 2n møc l­îng tö ho¸ th× ph¶i dïng tíi (2N - 1) bé so s¸nh. ChÝnh v× lÏ ®ã bé chuyÓn ®æi sö dông ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi nµy chØ ®ùoc sö dông trong hÖ thèng chuyªn dông cã yªuc cÇu sè bit N nhá vµ tèc ®é chuyÓn ®æi cao. Ngµy nay, ng­êi ta ®· chÕ t¹o ®­î card ADC7 bit tÇn sè fC = 15MHZ. 4.4.Bé chuyÓn ®æi ADC theo ph­¬ng ph¸p xÊp xØ liªn tiÕp (The Successive-approximation type ADC) 4.4.1. s¬ ®å khèi cÊu t¹o. Ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi xÊp xØ liªn tiÕp lµ ph­¬ng ph¸p phæ biÕn cho c¸c kiÓu ADC do tÝnh n¨ng tèc ®é, ®é chÝn x¸c vµ tÝnh dÔ thiÕt kÕ cña nã. Nã ho¹t ®éng nhê viÖc so s¸nh thÕ ®­îc sinh ra víi thÕ nèi vµo. Mét m¹ch d·y vµ mét m¹ch chuyÓn ®æi sè-t­¬ng tù ADC, mét ®ång hå xung nhÞp vµ mét thanh ghi xÊp xØ liªn tiÕp SAR . M¹ch d·y liªn tôc t¹o ra c¸c møc ®iÖn ¸p so s¸nh DAC N-Bit Xung nhÞp ®iÒu khiÓn khëi ®éng qua tr×nh chuyÓn ®æi Bit 1 Bit N H×nh 11. S¬ ®å khèi ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi xÊp xØ liªn tiÕp 4.4.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng. Nguyªn t¾c lµm viÖc chñ yÕu lµ dùa trªn c¬ së “®óng” vµ “sai”. TÝn hiÖu lèi vµo ®­îc xÊp xØ liªn tiÕp b»ng mét nöa ®é lín cña b­íc tr­íc ®ã. Ban ®Çu nã kiÓm tra xem nÕu ®iÖn thÕ lèi vµo Vin lín h¬n mét nöa kho¶ng ®iÖn thÕ (VRanger ) cña ADC. GØa sö r»ng lèi ra “lµ ®óng” th× phÐp xÊp xØ tiÕp theo sÏ kiÓm tra xem nÕu Vin lín h¬n (1/2 + ¼) gi¶i ®iÖn ¸p VRanger .Qóa tr×nh nµy sÏ lÆp l¹i cho ®Õn khi thÕ vµo xÊp xØ ®ñ chÝnh x¸c . C¸c ®iÖn ¸p mÉu ®­îc t¹o ra b»ng bé chia mÉu ®iÖn ¸p. Sè l­îng ®iÖn ¸p mÉu t­¬ng øng víi sè bËc cña bé biÕn ®æi hay lµ sã bit cña tõ m· nhÞ ph©n ë ®Çu ra bé chuyÓn ®æi t t 1 0 0 1 0 1 0 V max V xÊp xØ 1/2V ranger H×nh 12. Gi¶n ®å thêi gian Bé khuyÕch ®¹i thËt to¸n ë ®©y sö dông ®Ó so s¸nh hai gi¸ trÞ ®iÖn thÕ ë cïng ®é lín (Biªn ®é cña tÝn hiÖu t­¬ng tù), nÕu kh«ng sö dông ë chÕ ®é ph¶n håi. Lèi ra cña bé khuyÕch ®¹i lý t­ëng lµ +0.5 volt, nÕu V+ > V- vµ b»ng –15 volt nÕu V+ < V- Nh÷ng m¹ch nh­ vËy ®­îc gäi lµ bé so s¸nh(comparator) .Trong tr­êng hîp nµy, Vout lµ giíi h¹n vÒ kh«ng t­¬ng øng víi 5 volt ®Î lèi ra cã thÓ t­¬ng thÝch møc TTL . Ngoµi bé so s¸nh ®­îc sö dông trong bé chuyÓn ®æi nµy cßn cã m¹ch chuyÓn ®æi DAC cã nhiÖm vô chuyÓn ®æi sè nhÞ ph©n thµnh thÕ t­¬ng tù t­¬ng øng víi ®é lín (Biªn ®é cña tÝn hiÖu t­¬ng tù) víi gi¸ trÞ sè ®ã . HiÖu suÊt chuyÓn ®æi cña kü thuËt nµy lµ chuyÓn ®æi cã ®é ph©n gi¶i cao, cã thÓ lµm viÖc trong thêi gian rÊt ng¾n hay tèc ®é chuyÓn ®æi cao. Tuy nhiªn, tèc ®é chuyÓn ®æi cßn phô thuéc vµo c¸c m¹ch nèi dÆc biÖt lµ bé DAC vµ bé so s¸nh. Ngoµi ra, sai sè cña phÐp chuyÓn ®æi nµy phô thuéc vµo ®é chÝnh x¸c, ®é æn ®Þnh cña ®iÖn ¸p mÉu vµ sai sè c¶ c¸c thiÕt bÞ so s¸nh. Ch­¬ng 2. ChuyÓn ®æi sè - t­¬ng tù DAC (The Digital to Analog Convertor) ChuyÓn ®æi sè –t­¬ng tù (DAC) lµ mét kh©u kh«ng kÐm phÇn quan träng trong mét hÖ thèng ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh. §Ó ®iÒu khiÓn mét hÖ thèng nh­ ®iÒu khiÓn t¨ng, gi¶m æn nhiÖt cña mét lß nhiÖt dïng trong c«ng nghiÖp haynh­ ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn ... th× m¸y tÝnh cÇn ph¸t ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn. TÝn hiÖu nµy lµ tÝn hiÖu sè v× thÕ trong h©ï hÕt c¸c hÖ thèng tù ®éng ho¸ cÇn ph¶i chuyÓn tÝn hiÖu nµy thµnh tÝn hiÖu t­¬ng tù (dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p biÕn thiªn liªn tôc).M¹ch ®iÖn thùc hiÖn chøc n¨ng nµy lµ m¹ch chuyÓn ®æi sè- t­¬ng tù(DAC). Nh­ vËy, m¹ch chuyÓn ®æi t­¬ng tù-sè sÏ thùc hiÖn chuyÓn ®æi tõ n bit(Binary Digit) thµnh 2n gi¸ trÞ ®iÖn ¸p kh¸c nhau, c¸c ®iÖn ¸p nµy ®ù¬c lÊy ra tõ mét diÖn ¸p so s¸nh x¸c ®Þnh. Nguån ®iÖn ¸p so s¸nh cã thÓ t×m thÊy ë chÝnh bªn trong bé chuûªn ®æi DA hoÆc tõ mét nguå

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDo an.doc