SayIsal TasarIm Bölüm 5 ADC ve DAC

29 Pages·2015·1.75 MB·Turkish

SAYISAL TASARIM
Ege Üniversitesi Ege MYO
Mekatronik Programı
BÖLÜM 6
DAC, Sayısal Analog
Dönüştürücüler
DAC Sayısal Analog Dönüştürücüler
Analog sayısal dönüşümün tersini gerçekleyen elemanlara sayısal
analog dönüştürücüler adı verilir. Kısaca SAD veya ingilizce
kısaltması DAC.
İkilik ağırlıklı girişli Sayısal-Analog Dönüştürücüler
Giriş dirençleri ikinin ağırlıklarına göre belirlenen bu tip DAC devresi
şekilde gösterilmiştir. Bu yöntemde OPAMP toplayıcı ve yükselteç
olarak kullanılmıştır. Bu devrenin sayısal işaretin bit adedi kadar girişi
olacaktır. Giriş direncinin değeri bu girişin temsil ettiği bitin ağırlığına
bakılarak belirlenir. Ağırlığı yüksek olan girişe devrenin çıkış gerilimine
etkisinin fazla olması için giriş direnci küçük seçilir. Ağırlık düştükte
aynı oranda direnç değeri artar.
LSB 8R
R
D f
MSB en yüksek akım ile temsil 0 + –
I
4R 0
edildiğinden direnci en düşük I
f
D
1
olmalıdır.
I
1 – V
2R out
D I = 0
2
+
I Analog
2
R
output
D
3
MSB I
3
İkilik ağırlıklı girişli Sayısal-Analog
Dönüştürücüler
Dijital-Analog Dönüştürücüler
İkilik-ağırlık girişli DAC ‘ın sayısal girişi 1101 iken Mantık 1
= +3.0 V ve mantık 0 = 0 V, ise V ne olur?
out
120 kW
R
+3.0 V f
60 kW
10 kW
0 V
–
30 kW
V
+3.0 V out
+
15 kW
+3.0 V
I  (I  I  I  I )
out 0 1 2 3
 3.0 V 3.0 V 3.0 V 
   0 V    0.325 mA
 
120 kW 30 kW 15 kW 
V = I R = (−0.325 mA)(10 kW) = −3.25 V
out out f
Örnek:
Şekildeki devrenin girişine uygulanan sayısal işaretin değişimi verilmiştir. Verilen zaman
aralığında çıkışı hesaplayarak dalga şeklini aynı zaman aralıkları için çizin.
ÇÖZÜM:
Öncelikle girişlerden gelen akımlar belirlenir. Akımlar belirlenirken girişin 0 ve
1 olmalarına göre akım hesaplanır. Aşağıda sadece 1 için hesaplama yapılmıştır
0 olduğunda akımlar sıfır olacağı için hesaplama yapılmamıştır.
5 V
5 V
I   0,05 mA
I   0,025 mA
0 200 K 1 100 K
5 V
5 V
I   0,2 mA
I   0,1 mA
3
2 25 K
50 K
  
V  10 kW - 0,025 mA  0,25 V
ÇIKIŞ(D0)
  
V  10 kW - 0,05 mA  0,5 V
ÇIKIŞ(D1)
  
V  10 kW - 0,1 mA  1 V
ÇIKIŞ(D2)
   
V  10 kW - 0,2 mA  2 V
ÇIKIŞ(D3)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
-0,25
-0,50
-0,75
-1,00
-1,25
-1,50
-1,75
-2,00
-2,25
-2,50
-2,75
-3,00
-3,25
-3,50
-3,75
R-2R Merdiven Dijital-Analog Dönüştürücüler
R-2R merdiven devreli DAC iki değerli dirence gereksinim duyar.
Her bir giriş için Thevenin eşdeğer devresi elde edilir, bu durumde
çıkış gerilimi girişin ikilik değeri ile doğru orantılıdır.
V
V   S
Girişin mantık 1 olanları için çıkış gerilimi:
out 2ni
V = girişin mantık 1 olduğundaki gerilim değeri.
S
n = bit sayısı
i = bit numarası
Inputs
D D D D
0 1 2 3
R R R R R = 2R
Doğruluk için dirençlerin 1 3 5 7 f
2R 2R 2R 2R
değerlerinin tam R R R R
2 4 6 8
–
değerinde seçilmelidir.
2R R R R V
out
+