ườ
ọ
ạ
Tr
ệ ng Đ i H c Công Ngh
Thông Tin
Ạ
Ề
KHOA M NG & TRUY N THÔNG
BÀI GI NG Ả
Ậ
Ệ Ử NH P MÔN ĐI N T THÁNG 9/2012
1
ổ ươ
ƯƠ NG 8: CH ể Chuy n đ i t
ng t
ự ố ố ươ s , s t
ng t
ự
ổ ươ
ể 1. Chuy n đ i t
ng t
ự ố s
ổ ố ươ
ể
ự
2. Chuy n đ i s t
ng t
ổ ớ ệ
ố ộ
ử ể 3. Ghép n i b chuy n đ i v i h vi x
lý
ổ ươ
ể 1. Chuy n đ i t
ng t
ự ố s
ươ ự ạ ộ nh, nhi ư ế i là các đ i l
ố ư
ạ ượ ng t ộ ệ ố ố ạ
ự
ổ ươ ệ ạ
ứ ươ ổ ố ự hay ng n ng t ế ố (analog) sang s (Digital), b A/D, ệ ươ . ng t ượ ạ ượ ọ c g i là i đ c l b ộ ọ ắ g n là
ậ ệ ự Đ i b ph n tín hi u t nhiên nh ti ng nói, hình ệ ộ ố ộ ạ ả t đ , t c đ ,…l ng t ố ệ => mu n đ a các tín hi u này vào m t h th ng s ể ử b ộ ổ ầ đ x lý, ta c n bi n đ i chúng sang d ng s => ộ ự ế ng t bi n đ i t ệ ố ự th c hi n vi c s hoá tín hi u t ộ M t m ch logic có ch c năng ng ộ ế b bi n đ i s sang t D/A.
ổ ươ
ự ố
ể 1. Chuy n đ i t
ng t
s (tt)
ệ a)Khái ni m chung TÝn hiÖu analog ®ưîc chuyÓn thành tÝn hiÖu bËc thang víi mçi thang là 1®¹i diÖn sè thÝch hîp. C¸c ®¹i diÖn sè rêi r¹c cã nhiÒu c¸ch biÓu diÔn. NÕu theo hÖ thËp ph©n th× thưêng biÓu diÔn sè ®o, nÕu ®Ó xö lý sè dïng m· nhÞ ph©n.
ổ ươ
ng t
ự ố s
ể 1. Chuy n đ i t (tt) Tæng qu¸t: tÝn hiÖu sè là SD, tư¬ng tù là SA
SD = bn1 2n1 + bn2 2n2 +… + b0 20
ớ ặ ệ ố bk= 0 ho c 1 (v i k = 0 (cid:0) n1) và
ượ ọ Trong đó các h s c g i là bit. đ
ớ ấ ươ ứ ớ ộ ng ng v i c t
ứ ủ
ầ ọ ớ ộ ứ ứ ấ ỏ
ứ ượ ử ộ ộ (m t ng t
bn1 : bit có nghĩa l n nh t (MSB) t ố đ ng đ u bên trái c a dãy mã s . b0 g i là bit có nghĩa nh nh t (LSB) ng v i c t đ ng ả ủ ố đ u bên ph i c a dãy mã s . ệ ế n c c a hình b c thang).
ầ ỗ M i bi n đ i c a tín hi u là m t m c l ấ ủ ổ ủ ậ
ổ ươ
ể 1. Chuy n đ i t
ng t
ự ố (tt) s
ộ ớ ạ ổ
ế ộ ấ ố ạ ế ứ ậ ộ ị ừ V i m t m ch bi n đ i có N bit t c là có N s h ng trong t ị mã nh phân thì m t n c trên hình b c thang chi m m t giá tr .
ị ự ạ ệ
ự ở ầ ứ ượ ng t ủ ươ ứ ng ng c a đi n áp ng t ử.
UAmax: giá tr c c đ i cho phép t ươ đ u vào A/D. Q : m c l t ể ệ ờ ạ ệ ố Do tín hi u s là tín hi u r i r c nên trong quá trình chuy n ượ ố ọ ộ ấ ổ đ i A/D xu t hi n m t sai s g i là sai s l c ị xác đ nh:
ố ượ ử ệ hoá, đ ng t
ng
ệ ấ ệ ộ
fM (cid:0) 2 fthmax
(cid:0) 2B
ầ ố ự ạ ủ
ệ
fthmax là t n s c c đ i c a tín hi u
ươ
ự
t
ng t
.
ầ ủ
ệ ươ
ả
ự
B là d i băng t n c a tín hi u t
ng t
.
ổ ể ả khôi ph c l . Đ đ m b o ẫ ệ ề ả ệ ươ ự ẫ ả Khi chuy n đ i A/D ph i th c hi n l y m u tín hi u t ụ ạ ự ể ả ự i tín hi u m t cách trung th c t ả ầ ố ấ t n s l y m u ph i tho mãn đi u ki n sau:
ng t
ự ố s
ổ ươ ể 1. Chuy n đ i t Theo thuyÕt lưîng tö ho¸, qu¸ tr×nh lưîng tö ho¸ sinh ra (tt) t¹p ©m, t¹p ©m này ph¶n ¸nh khi thùc hiÖn phÐp biÕn ®æi ngưîc DA, cã thÓ coi qu¸ tr×nh lưîng tö ho¸ là qu¸ tr×nh céng tÝn hiÖu XA và tÝn hiÖu t¹p ©m Xta, ngưêi ta chøng minh ®ưîc t¹p ©m lưîng tö ho¸ cã thÓ coi là t¹p ©m tr¾ng, khi -Q/2≤ XA ≤ Q/2.
MËt ®é phæ c«ng suÊt cña t¹p ©m:
◦ : gi¸ trÞ trung b×nh b×nh phư¬ng cña ®iÖn ¸p t¹p ©m
NÕu nèi víi mét ®iÖn trë t¶i, c«ng suÊt t¹p ©m ph¶n ¶nh
TØ sè tÝn hiÖu t¹p ©m S/N ®ưîc x¸c ®ịnh:
ë t¶i:
ổ ươ
ng t
ự ố s
b) Các tham s c b n
ố ơ ả ả ế ổ ủ đ u vào:
ể 1. Chuy n đ i t (tt) i.D i bi n đ i c a đi n áp tín hi u t
ệ ượ ả ệ ể ng t ự c,
(cid:0) ị ệ ự ở ầ là kho ng đi n áp mà b chuy n đ i A/D th c hi n đ có giá tr đi n áp t ệ ươ ổ +Uam
ứ ượ
t Q
ộ ộ
ử ng t ươ ứ
hoá (1 ớ ng ng v i
ế
ổ ủ ộ
ụ
ể
ệ ượ t đ
c
ả , th
ộ ư đ đ c tr ng cho đ
ổ ).
ữ
ệ ộ ừ UAm ủ ộ ii.Đ chính xác c a b chuy n đ i A/D ị ủ ệ : là giá tr c a m t m c l .Đ phân bi ủ ố ể ổ ộ ố ầ
ố ạ LSB) là s các s h ng c a mã s đ u ra t ệ ả d i bi n đ i c a đi n áp vào. ầ ố Ví d : 1 b A/D có s bit đ u ra N=12 có th phân bi ủ ệ ổ ế ứ 212= 4096 m c trong d i bi n đ i đi n áp c a nó. ố ườ ự ế .Trong th c t ng dùng s bit N chính xác (d i biên đ đi n áp vào coi nh không đ i ộ ệ ả ộ ng các b A/D có s bit t
.Thông th
ể ặ ư ừ (cid:0) 12. Có nh ng b ộ 3
ườ ạ ộ
A/D đ t đ chính xác 14
ố (cid:0) 16 bit.
ổ ươ
ể 1. Chuy n đ i t
ng t
ự ố (tt) s
Liªn quan ®Õn ®é chÝnh ®é chÝnh x¸c cßn cã
c¸c sai sè khuÕch ®¹i, mÐo phi tuyÕn…
ổ ươ
ể 1. Chuy n đ i t
ng t
ự ố (tt) s
T c đ chuy n đ i:
ổ ả ể ế ế
ể ổ cho bi ượ ọ ể c g i là t n s chuy n đ i t k t qu chuy n đ i ổ fC, ph¶n
ớ ộ ổ fC càng l n thì đ chính xác Q càng
ố ộ ầ ố trong 1giây đ ¶nh kh¶ n¨ng làm viÖc thêi gian thùc cña hÖ thèng, trong hÖ thèng viÔn th«ng nã là th«ng sè tÝch luü ®é trÔ cña tÝn hiÖu, fC ph¶i càng lín càng tèt. T c ố ể ộ đ chuy n đ i gi m.ả
ổ ươ
ng t
ự ố s
ướ ơ ả ủ ế ổ c c b n c a quá trình bi n đ i A/D
ể 1. Chuy n đ i t (tt) c.Các b
ệ ươ ự ả ổ ng t ệ ố thành tín hi u s ph i qua 3
ữ ẫ m u.
ử hoá.
ể ể Đ chuy n đ i tín hi u t ướ b c sau: ẫ ấ L y m u, gi ượ ng t L Mã hoá.
ổ ươ
ể 1. Chuy n đ i t
ng t
ấ ệ ươ
ự ố (tt) s ể i nh ng th i đi m khác nhau
ng t ẫ tín hi u t
ữ ệ
L y m u ề m u ổ
ờ ấ ẫ
ạ Tín hi u ra m ch l y m u đ
ấ ớ ộ
ệ ể ệ
ệ ươ ộ
ể
th i đi m i
.XAi là tín hi u t ự ở ờ ệ ươ ng t .ZDi: tín hi u s ể ệ ố ở ờ th i đi m i .Q: M c l ử ứ ượ ng t
ố ư
ượ
ử
.ΔXAi: S d trong phép l
ng t
hoá
ử ể ễ ầ ự ạ ờ t ề ặ ờ ạ và cách đ u nhau (r i r c hoá tín hi u v m t th i gian); ạ ữ ẫ cho biên đ đi n áp t ể ờ ộ ệ i các th i đi m l y m u Gi ổ ế ể không đ i trong quá trình chuy n đ i ti p theo. ạ l ẫ ượ ư ế c đ a đ n m ch ạ hoá đ làm tròn v i đ chính xác ± Q/2 . M ch l ụ ờ ạ ự ề ặ có nhi m v r i r c tín hi u t ng t ệ ươ ử ượ quá trình l ng t ng t hoá m t tín hi u t ứ ượ ộ ố ở bi u di n b i m t s nguyên l n m c l ượ ử ng t ử ượ hoá ng t ờ ộ v m t biên đ . Nh ự ấ ỳ ượ b t k đ c , nghĩa là: ng t
ổ ươ
ng t
ự ố s
ượ ắ ng t c s p
ế ậ i theo m t quy lu t nh t đ nh ph thu c vào
ầ
ả ượ ấ ị ủ ộ ượ ạ ử hoá đ ộ ụ ổ ể hoá và mã
ử ng t ờ ầ ạ ồ ả ờ
ượ ọ ượ ử c g i chung là
ể 1. Chuy n đ i t (tt) Trong m ch ạ mã hoá, k t qu l ộ ế ạ x p l ạ lo i mã yêu c u trên đ u ra c a b chuy n đ i. Trong ề nhi u lo i m ch A/D quá trình l ể hoá x y ra đ ng th i, không th tách r i hai quá trình đó. Phép l ạ
hoá và phép mã hoá đ ổ ng t ể m ch chuy n đ i A/D.
ổ ươ
ể 1. Chuy n đ i t
ng t
ự ố (tt) s
ể ộ ố ươ ng pháp chuy n
d. M t s ph ổ đ i A/D: i. Bi n đ i song song
ồ
ầ
.Víi bé chuyÓn ®æi N bit, cÇn
(2N-1) bé so s¸nh, And, FF.
ế ổ : tín hi u ệ ớ ộ ượ c so sánh cùng m t lúc v i đ ị ấ ả ẩ ề t c nhi u giá tr chu n. Do đó t ờ ị ượ c xác đ nh đ ng th i các bit đ . ư ế và đ a đ n đ u ra .T¹i c¸c ®Çu ra bé so s¸nh: nÕu ®iÖn ¸p vào > ®iÖn ¸p chuÈn: cho møc logic là 1, nÕu ®iÖn ¸p vào < ®iÖn ¸p chuÈn: cho møc logic là 0.
ng t
ự ố s
.
ự
ả ẩ
ướ c theo t t ng b ằ ị c xác đ nh b ng ị c trong giá tr
ể
ố ượ ng t
ượ
ệ
ạ
ẩ
ế ổ ố ế
ổ ươ
ể
1. Chuy n đ i t
ế
(tt)
ii.Bi n đ i n i ti p theo mã đ m
ượ
ệ ầ ượ ừ
Ở
đây quá trình so sánh đ
c th c hi n l n l
ế
ổ ượ
ể
ế
ậ ủ
quy lu t c a mã đ m. K t qu chuy n đ i đ
ể ứ ượ
ị
ế
ng giá tr chu n có th ch a đ
cách đ m s l
ổ
ự ầ
ệ ươ
c n chuy n đ i.
tín hi u t
ư
ớ
ệ
◦ Đi n áp vào UA đ
c so sánh v i đi n áp chu n d ng răng c a
ờ ộ
UC nh b so sánh SS1. Khi UA>UC thì SS1=1, khi UA
UC
ổ ươ
ể
1. Chuy n đ i t
ng t
ự ố (tt)
s
ii. Bi n đ i n i ti p theo mã đ m
ệ
ấ
ứ
ế
ẩ
ế ổ ố ế ế
ổ
ỉ
i UG, nghĩa là trong
ạ
ồ ạ
ờ
ả
ầ
ố
ẽ ế
ố
l
ệ
ớ ủ
l n c a đi n áp vào t
ả
thi
gi
ộ ố
đ d c không đ i.
ứ
ạ
oM ch "Và" th 2 ch cho ra các xung
ị
nh p khi t n t
kho ng th i gian 0 < UC < UA. M ch
ị
ế
đ m đ u ra s đ m s xung nh p đó.
ỷ ệ ớ ộ
ươ
Đ ng nhiên, s xung này t
v i đ
ớ ủ
l n c a UA.
(tt)
oB so sánh SS2 so sánh đi n áp răng
ộ
ư ớ
c a v i m c 0V (đ t). Uss1 và Uss2
ạ
ộ
ượ ư ế
c đ a đ n m t m ch "Và".
đ
ộ ộ
ỷ ệ ớ ộ
oXung ra UG có đ r ng t
v i đ
l
ươ
ớ
ự
UA, v i
ng t
ư
ạ
t xung chu n d ng răng c a có
ế ổ ố ế
ế
ii. Bi n đ i n i ti p theo mã đ m (tt)
ộ ộ
ộ ạ
ư
o B t o xung răng c a là m t b tích phân:
ử ạ
i t = tM thì UC = UA, ta có:
o Gi
ả s t
ố
ị
ượ
ờ
o
ế
o S xung nh p đ m đ
c trong th i gian tM: Z = fn.tM
ư
ỷ ệ ớ
ụ
ố
ộ
o Z t
l
ế
ế
ị
ể ạ ượ ộ
ổ
ả ủ ớ
ố
ị
ế
ư
v i UA nh mong mu n, nh ng Z còn ph thu c vào R,
ả ế
C và fn. N u nh ng tham s này không n đ nh thì k t qu đ m
có sai số. fn t n s xung nh p, ph i đ l n đ đ t đ
c đ chính
ầ
xác c n thi
ữ
ầ ố
t.
(cid:0)
ổ ươ
ự ố
s
ng t
ể
1. Chuy n đ i t
(tt)
iii. Bi n đ i n i ti p theo mã nh phân
ự
ượ
ệ ầ ượ ừ
ị
c th c hi n l n l
ơ
ế ổ ố ế
o.Quá trình so sánh đ
ậ
ị
ẩ
ầ
ậ
ị
ầ ượ ừ
ớ
t t
ấ
ấ
ướ
c
t t ng b
ể
theo quy lu t mã nh phân. Các đ n v chu n dùng đ so
ấ
sánh l y các giá tr gi m d n theo quy lu t mã nh phân,
ượ
bit có nghĩa l n
do đó các bit đ
ế
nh t (MSB) đ n bit có nghĩa nh nh t (LSB)
ể
c so sánh có th
ờ
ể
ị
ị ả
ị
c xác đ nh l n l
ỏ
ố ế ế ợ
iv. Bi n đ i song song n i ti p k t h p
ỗ ướ
ươ
ng pháp này, qua m i b
ồ
ượ ố
c t
ế ổ
◦Trong ph
ị
xác đ nh đ
i thi u là 2 bit đ ngth i.
ổ ố ươ
ể
ự
2. Chuy n đ i s t
ng t
ự
ạ
ng t
(D/A) là quá trình tìm l
N s h ng (N bit) đã bi
ệ
i tín hi u
ệ ố ớ ộ
t c a tín hi u s , v i đ
ộ
ứ ượ
ươ
t
chính xác là m t m c l
ng t
ế ủ
1 LSB.
ả ủ
ể
ổ
ị
ả ủ
ể ự
ị
ử
ử ừ
t
ả
ể
Chuy n đ i D/A không ph i là phép ngh ch đ o c a chuy n
ệ
ổ
đ i A/D, vì không th th c hi n phép ngh ch đ o c a quá trình
ượ
l
hóa.
ng t
ệ
a) Khái ni m chung:
ể
ổ ố ươ
Chuy n đ i s t
ố ạ
ự ừ
t
ng t
ủ ộ
ố
b. Tham s chính c a b D/A
ộ
ả
i:
i.Đ phân gi
= (Kích th
ướ ướ
c b
c /VFS) × 100%
ệ
ệ
ế
ế
ấ
ớ
ế
i cho bi
ự ủ
ế ươ
ệ
ố
n là s bit vào
VFS là đi n th ra l n nh t hay hay đi n th toàn
thang.
ộ
Đ phân gi
đi n th t
ả
ng t
ụ ồ
ả
t kh năng ph c h i chính xác
ổ .
ộ ộ ế
c a m t b bi n đ i
ộ
ộ
ự ạ ủ
ộ ệ
là đ l ch c c đ i c a
ị ự ủ
ế
đi n th ra toàn thang so v i giá tr th c c a nó.
ộ ộ
ụ
iii.Đ chính xác:
ệ
.Đ sai l ch toàn thang:
ớ
ệ
ộ
◦Ví d , m t b D/A có đ chính xác là ± 0,1% và
ị
ự ạ
ệ
Sai l ch c c đ i = ±
giá tr toàn thang là 10 V thì
0,1% * 10 V = ± 10 mV
ộ
ế
ệ
ế
ộ
Đ tuy n tính sai phân là
.Đ sai l ch tuy n tính:
ự ạ
ộ ệ
ủ
ướ ướ
ớ
đ l ch c c đ i cho phép c a kích th
c b
c so v i
ị
ướ ướ
ế
ượ
giá tr kích th
c b
c lý thuy t và cũng đ
c tính
theo %.
ộ ộ
ụ
ướ ướ
◦Ví d , m t b D/A có kích th
c b
c là
ủ
ế
ế
ố
0,625V. N u sai s tuy n tính toàn thang c a nó là ±
ướ ủ ướ
ể ệ
0,01 % thì kích th
c c a b
c có th l ch đi 0,625
V × 0,01 % = 0,0625 mV.
ủ ộ
ố
b. Tham s chính c a b D/A
ạ ộ
ủ ộ
ậ th hi n t c đ ho t đ ng c a b
Th i gian xác l p:
ờ
ế ể ố
t đ l
ổ
ổ ừ
ể ệ ố ộ
ầ
0 đ n giá tr l n nh t c a thang t
ng ng
ị ớ
ế
ủ ộ
i ra c a b D/A
ươ ứ
“0” đ n toàn “1”.
ầ
ờ
ế
bi n đ i. Đây là th i gian c n thi
ế
ế
bi n đ i t
ị
ớ ầ
v i đ u vào nh phân bi n thiên t
ự ế
Trong th c t
c ± ½ l n c a b
ờ
ấ ủ
ừ
ậ ượ
ờ
, th i gian xác l p đ
ụ
ớ ủ ướ
ậ ượ
i là 10mV, th i gian xác l p đ
ế
c đo khi đ u ra
ộ
ộ ộ
c. Ví d , m t b D/A có đ
ạ
ầ
c đo khi đ u ra đ t
ị
ưở
ế
ệ
ng s có đi n th trên đ u
ộ
ế ị M t D/A lý t
ậ ượ
xác l p đ
ả
phân gi
ủ
5 mV c a giá tr toàn thang.
Đi n th d ch:
ằ
ẽ
ệ
ầ
ị
ầ
ra c a nó đúng b ng không khi tín hi u nh phân trên đ u
vào l y giá tr toàn “0”.
ầ
ế
ệ
ộ
ế ị
ệ
ệ
ệ
ủ
ị
ấ
ự ế
ạ ượ
ề
c và trên đ u ra
, đi u này khó đ t đ
Trên th c t
ế
ỏ
ồ ạ
ủ ộ
ệ
i m t đi n th nh . Đi n th này có
c a b D/A luôn t n t
ị
ẽ
ế ị
ệ
tên là đi n th d ch. Đi n th d ch s gây ra sai l ch giá tr
ế ế
ệ
ọ
ổ
ỗ ượ
ể
ỗ ượ ầ
đi n th bi n đ i, g i là l
i tr
t. Đ tránh l
t, c n
i tr
ế ị
ệ
ệ
ả
ỉ
ph i hi u ch nh đi n th d ch.
ộ ố ươ
ể ổ
ng pháp chuy n đ i D/A
c. M t s ph
ộ
ộ
ở ị ố
ố
ầ
ệ
ị
ậ
ở
ầ
ơ
q Chuy n đ i D/A b ng ph
Đ u vào b KĐTT là m t thang
đi n tr , tr s phân b theo mã
ệ
nh phân, các đi n tr lân c n
nhau h n kém nhau 2 l n.
ể
ệ
ể
ề
ố ớ
ớ
ể
ề
ỏ ơ
ố ớ
ể
ố
ệ
ỏ
ệ ố
ề
Tín hi u đi u khi n là tín hi u s
ượ ư
ổ
ầ
c n chuy n đ i. Bit LSB đ
c đ a
ế
ệ
ể
đ n đi u khi n khóa n i v i đi n
ấ
ơ
ở ớ
tr l n nh t R, bit có nghĩa l n h n
ượ ư ế
ế
ti p đó đ
c đ a đ n đi u khi n
ở
ệ
khóa n i v i đi n tr nh h n
ề
R/2 ...và MSB đi u khi n khóa n i
ấ
ở
ớ
v i đi n tr nh nh t
ươ ệ ằ ể ổ ở
ng pháp thang đi n tr :
ằ
ệ
ươ
ể ổ
ng pháp thang đi n
ị
ộ
q Chuy n đ i D/A b ng ph
tr :ở
ế
N u m t bít có giá tr "O" thì khóa t
ị
ộ
ế
ố ấ
ươ ứ
ươ ứ
ng ng n i v i
ộ
l
ị ớ
ng ng n i đ t và
ố ớ
n u m t bít có giá tr "1" thì khóa K t
ệ ỷ ệ
ể ạ
ẩ
ệ
ngu n đi n áp chu n Uch đ t o nên m t dòng đi n t
ị
ở ủ
ớ ị ố ệ
ngh ch v i tr s đi n tr c a nhánh đó, ie, Io có giá tr bé
ấ
nh t, IN1 có giá tr l n nh t.
ầ
c đ a đ n đ u
ồ
ị
ấ
Dòng sinh ra trong các nhánh đi n tr đ
ạ
ầ
ở ượ ư ế
ậ
ệ
ế
ế
ạ
ộ
ệ
ộ
vào b khuy ch đ i, đ u ra b khuy ch đ i thu t toán có
đi n áp:
ể ổ
ằ
ươ
ệ
qChuy n đ i D/A b ng ph
ở
ng pháp thang đi n tr :
ạ
ạ
ạ
ệ ở ạ
ệ
ị
ố
ượ ẫ
ộ ị
ế
ươ
ng pháp này yêu c u tr s c a
ệ
ể
ở
ị ố ủ
ấ
ầ
ỏ
ở
ổ
Chuy n đ i D/A theo ph
ả ấ
ế
ụ ệ
ệ
ượ
ả
ố
ả
ố
ớ
các đi n tr ph i r t chính xác. Ví d đi n tr nh nh t R/(2N1)
ứ
t quá
ph i chính xác đ n m c sai s dòng đi n qua đó không v
1 LSB, v i N=16 thì sai s này kho ng 0,5%.
ạ ể
Khóa chuy n m ch K là
ế
ộ
m t m ch khuy ch đ i vi sai
tr ng thái bão hòa.
làm vi c
ể
ề
Khi tín hi u đi u khi n có giá
ấ
tr "O" thì Io qua T1 xu ng đ t,
c d n qua
giá tr "1" thì Io đ
ế
ầ
T2 đ n đ u vào b khuy ch
ậ
đ i thu t toán.
ạ
ệ
ở
ằ
ệ
ộ
ề
ể
ủ
ị
ệ
ể
i, n u tín hi u đi u khi n là "1" thì Io ng v i bít
ế
ượ ẫ ớ ầ
ấ
ớ
ệ
ố
ứ
ạ
ắ
ề
ộ
ạ
i đ u vào b khuy ch đ i qua m ng đi n
ớ
ế
c d n t
ả
qM ch dùng m ng đi n tr 2nR
Các dòng đi n b ng nhau = Io.
ệ
Khi m t bít nào đó c a tín hi u đi u khi n là "0" thì Io
ạ
ươ ứ
ng ng v i bít đó b ng n m ch qua khóa xu ng đ t.
t
ượ ạ
Ng
c l
đó đ
tr .ở
ạ
ệ
ở
ở
ệ
ụ
ọ
ệ
ở
ỗ
ệ
ằ
ở
ộ ử
ả
ệ
ở
ộ ử
ệ
ở
ớ
ệ ứ
ớ
ứ
ạ
ả
qM ch dùng m ng đi n tr 2nR
(tt)
ạ
.M ng đi n tr làm nhi m v phân dòng.
ệ
.Vì đi n tr nhánh ngang b ng m t n a đi n tr nhánh d c, nên
dòng đi qua m i khâu đi n tr thì gi m đi m t n a. Dòng đi n
ngứ
ệ
ớ
v i LSB đi qua N1 khâu đi n tr , dòng đi n ng v i bit có
ượ
c
nghĩa l n h n đi qua N2 khâu.....và dòng ng v i MSB đ
ầ
đ a tr c ti p đ n đ u b khuy ch đ i.
ơ
ớ
ự ế
ả
ộ
ớ
ị ố
ở ở
ằ
ở
ế
ộ
ế
ư
ế
ế
ị ố
ạ
ệ ở ử
.K t qu là các dòng đi n
c a vào b khuy ch đ i có tr s
ầ ừ
ị ố ả
ệ
ạ
ươ ứ
t
ng ng v i bit mà nó đ i di n. Chúng có tr s gi m d n t
ị
ế
MSB đ n LSB theo mã nh phân.
ệ
.Đi n tr
ở
ệ
ố
ướ
ố
ố
nhánh ngang cu i cùng có giá tr s là 2R b ng
ả ự
ọ ể ả
đi n tr nhánh d c đ đ m b o s phân dòng cho iN2= I0/2
ư
khâu cu i cùng cũng gi ng nh các khâu tr
c.
UC
ổ ươ
ể 1. Chuy n đ i t
ng t
ự ố (tt) s
ii. Bi n đ i n i ti p theo mã đ m
ệ
ấ
ứ
ế
ẩ
ế ổ ố ế ế
ổ
ỉ
i UG, nghĩa là trong ạ
ồ ạ ờ
ả
ầ
ố
ẽ ế ố
l
ệ ớ ủ l n c a đi n áp vào t ả thi gi ộ ố đ d c không đ i. ứ ạ oM ch "Và" th 2 ch cho ra các xung ị nh p khi t n t kho ng th i gian 0 < UC < UA. M ch ị ế đ m đ u ra s đ m s xung nh p đó. ỷ ệ ớ ộ ươ Đ ng nhiên, s xung này t v i đ ớ ủ l n c a UA.
(tt) oB so sánh SS2 so sánh đi n áp răng ộ ư ớ c a v i m c 0V (đ t). Uss1 và Uss2 ạ ộ ượ ư ế c đ a đ n m t m ch "Và". đ ộ ộ ỷ ệ ớ ộ oXung ra UG có đ r ng t v i đ l ươ ớ ự UA, v i ng t ư ạ t xung chu n d ng răng c a có
ế ổ ố ế
ế
ii. Bi n đ i n i ti p theo mã đ m (tt)
ộ ộ
ộ ạ
ư o B t o xung răng c a là m t b tích phân:
ử ạ
i t = tM thì UC = UA, ta có:
o Gi
ả s t
ố
ị
ượ
ờ
o ế o S xung nh p đ m đ
c trong th i gian tM: Z = fn.tM
ư
ỷ ệ ớ
ụ
ố
ộ
o Z t
l
ế
ế
ị ể ạ ượ ộ
ổ ả ủ ớ
ố ị
ế
ư v i UA nh mong mu n, nh ng Z còn ph thu c vào R, ả ế C và fn. N u nh ng tham s này không n đ nh thì k t qu đ m có sai số. fn t n s xung nh p, ph i đ l n đ đ t đ c đ chính ầ xác c n thi
ữ ầ ố t.
(cid:0)
ổ ươ
ự ố s
ng t
ể 1. Chuy n đ i t (tt) iii. Bi n đ i n i ti p theo mã nh phân
ự
ượ
ệ ầ ượ ừ
ị c th c hi n l n l ơ
ế ổ ố ế o.Quá trình so sánh đ ậ
ị
ẩ
ầ
ậ
ị
ầ ượ ừ
ớ
t t ấ
ấ
ướ c t t ng b ể theo quy lu t mã nh phân. Các đ n v chu n dùng đ so ấ sánh l y các giá tr gi m d n theo quy lu t mã nh phân, ượ bit có nghĩa l n do đó các bit đ ế nh t (MSB) đ n bit có nghĩa nh nh t (LSB)
ể c so sánh có th ờ
ể
ị ị ả ị c xác đ nh l n l ỏ ố ế ế ợ iv. Bi n đ i song song n i ti p k t h p ỗ ướ ươ ng pháp này, qua m i b ồ ượ ố c t
ế ổ ◦Trong ph ị xác đ nh đ
i thi u là 2 bit đ ngth i.
ổ ố ươ
ể
ự
2. Chuy n đ i s t
ng t
ự
ạ
ng t
(D/A) là quá trình tìm l
N s h ng (N bit) đã bi
ệ i tín hi u ệ ố ớ ộ t c a tín hi u s , v i đ
ộ
ứ ượ
ươ t chính xác là m t m c l
ng t
ế ủ 1 LSB.
ả ủ
ể
ổ
ị
ả ủ
ể ự
ị
ử
ử ừ t ả ể Chuy n đ i D/A không ph i là phép ngh ch đ o c a chuy n ệ ổ đ i A/D, vì không th th c hi n phép ngh ch đ o c a quá trình ượ l
hóa.
ng t
ệ a) Khái ni m chung: ể ổ ố ươ Chuy n đ i s t ố ạ ự ừ t ng t
ủ ộ
ố
b. Tham s chính c a b D/A
ộ
ả
i:
i.Đ phân gi
= (Kích th
ướ ướ c b
c /VFS) × 100%
ệ
ệ
ế
ế
ấ
ớ
ế
i cho bi ự ủ
ế ươ
ệ
ố n là s bit vào VFS là đi n th ra l n nh t hay hay đi n th toàn thang. ộ Đ phân gi đi n th t
ả ng t
ụ ồ ả t kh năng ph c h i chính xác ổ . ộ ộ ế c a m t b bi n đ i
ộ ộ
ự ạ ủ
ộ ệ
là đ l ch c c đ i c a
ị ự ủ
ế
đi n th ra toàn thang so v i giá tr th c c a nó.
ộ ộ
ụ
iii.Đ chính xác: ệ .Đ sai l ch toàn thang: ớ ệ ộ ◦Ví d , m t b D/A có đ chính xác là ± 0,1% và
ị
ự ạ
ệ
Sai l ch c c đ i = ±
giá tr toàn thang là 10 V thì
0,1% * 10 V = ± 10 mV
ộ
ế
ệ
ế
ộ
Đ tuy n tính sai phân là
.Đ sai l ch tuy n tính:
ự ạ
ộ ệ
ủ
ướ ướ
ớ
đ l ch c c đ i cho phép c a kích th
c b
c so v i
ị
ướ ướ
ế
ượ
giá tr kích th
c b
c lý thuy t và cũng đ
c tính
theo %.
ộ ộ
ụ
ướ ướ
◦Ví d , m t b D/A có kích th
c b
c là
ủ
ế
ế
ố
0,625V. N u sai s tuy n tính toàn thang c a nó là ±
ướ ủ ướ
ể ệ
0,01 % thì kích th
c c a b
c có th l ch đi 0,625
V × 0,01 % = 0,0625 mV.
ủ ộ
ố
b. Tham s chính c a b D/A
ạ ộ
ủ ộ ậ th hi n t c đ ho t đ ng c a b
Th i gian xác l p: ờ
ế ể ố t đ l
ổ ổ ừ
ể ệ ố ộ ầ 0 đ n giá tr l n nh t c a thang t
ng ng
ị ớ ế
ủ ộ i ra c a b D/A ươ ứ “0” đ n toàn “1”. ầ
ờ ế bi n đ i. Đây là th i gian c n thi ế ế bi n đ i t ị ớ ầ v i đ u vào nh phân bi n thiên t ự ế Trong th c t
c ± ½ l n c a b
ờ
ấ ủ ừ ậ ượ ờ , th i gian xác l p đ ụ ớ ủ ướ ậ ượ i là 10mV, th i gian xác l p đ
ế c đo khi đ u ra ộ ộ ộ c. Ví d , m t b D/A có đ ạ ầ c đo khi đ u ra đ t
ị
ưở
ế
ệ
ng s có đi n th trên đ u
ộ ế ị M t D/A lý t
ậ ượ xác l p đ ả phân gi ủ 5 mV c a giá tr toàn thang. Đi n th d ch:
ằ
ẽ ệ
ầ
ị
ầ ra c a nó đúng b ng không khi tín hi u nh phân trên đ u vào l y giá tr toàn “0”.
ầ ế
ệ
ộ
ế ị
ệ
ệ
ệ ủ ị ấ ự ế ạ ượ ề c và trên đ u ra , đi u này khó đ t đ Trên th c t ế ỏ ồ ạ ủ ộ ệ i m t đi n th nh . Đi n th này có c a b D/A luôn t n t ị ẽ ế ị ệ tên là đi n th d ch. Đi n th d ch s gây ra sai l ch giá tr
ế ế
ệ
ọ
ổ
ỗ ượ
ể
ỗ ượ ầ
đi n th bi n đ i, g i là l
i tr
t. Đ tránh l
t, c n
i tr
ế ị
ệ
ệ
ả
ỉ
ph i hi u ch nh đi n th d ch.
ộ ố ươ
ể ổ
ng pháp chuy n đ i D/A
c. M t s ph
ộ
ộ
ở ị ố
ố
ầ ệ ị
ậ
ở
ầ
ơ
q Chuy n đ i D/A b ng ph Đ u vào b KĐTT là m t thang đi n tr , tr s phân b theo mã ệ nh phân, các đi n tr lân c n nhau h n kém nhau 2 l n.
ể
ệ
ể
ề
ố ớ
ớ
ể
ề ỏ ơ
ố ớ
ể
ố
ệ
ỏ
ệ ố ề Tín hi u đi u khi n là tín hi u s ượ ư ổ ầ c n chuy n đ i. Bit LSB đ c đ a ế ệ ể đ n đi u khi n khóa n i v i đi n ấ ơ ở ớ tr l n nh t R, bit có nghĩa l n h n ượ ư ế ế ti p đó đ c đ a đ n đi u khi n ở ệ khóa n i v i đi n tr nh h n ề R/2 ...và MSB đi u khi n khóa n i ấ ở ớ v i đi n tr nh nh t
ươ ệ ằ ể ổ ở ng pháp thang đi n tr :
ằ
ệ
ươ
ể ổ
ng pháp thang đi n
ị
ộ
q Chuy n đ i D/A b ng ph tr :ở ế N u m t bít có giá tr "O" thì khóa t ị ộ ế
ố ấ ươ ứ ươ ứ ng ng n i v i ộ l
ị ớ
ng ng n i đ t và ố ớ n u m t bít có giá tr "1" thì khóa K t ệ ỷ ệ ể ạ ẩ ệ ngu n đi n áp chu n Uch đ t o nên m t dòng đi n t ị ở ủ ớ ị ố ệ ngh ch v i tr s đi n tr c a nhánh đó, ie, Io có giá tr bé ấ nh t, IN1 có giá tr l n nh t.
ầ
c đ a đ n đ u
ồ ị ấ Dòng sinh ra trong các nhánh đi n tr đ ạ ầ
ở ượ ư ế ậ
ệ ế
ế
ạ
ộ
ệ
ộ vào b khuy ch đ i, đ u ra b khuy ch đ i thu t toán có đi n áp:
ể ổ
ằ
ươ
ệ
qChuy n đ i D/A b ng ph
ở ng pháp thang đi n tr :
ạ
ạ
ạ ệ ở ạ ệ
ị
ố ượ ẫ ộ ị ế
ươ
ng pháp này yêu c u tr s c a
ệ
ể ở
ị ố ủ ấ
ầ ỏ
ở
ổ Chuy n đ i D/A theo ph ả ấ ế
ụ ệ ệ
ượ
ả
ố
ả
ố
ớ
các đi n tr ph i r t chính xác. Ví d đi n tr nh nh t R/(2N1) ứ t quá ph i chính xác đ n m c sai s dòng đi n qua đó không v 1 LSB, v i N=16 thì sai s này kho ng 0,5%.
ạ ể Khóa chuy n m ch K là ế ộ m t m ch khuy ch đ i vi sai tr ng thái bão hòa. làm vi c ể ề Khi tín hi u đi u khi n có giá ấ tr "O" thì Io qua T1 xu ng đ t, c d n qua giá tr "1" thì Io đ ế ầ T2 đ n đ u vào b khuy ch ậ đ i thu t toán.
ạ
ệ
ở
ằ
ệ
ộ
ề
ể
ủ ị ệ
ể i, n u tín hi u đi u khi n là "1" thì Io ng v i bít ế
ượ ẫ ớ ầ
ấ ớ ệ
ố ứ ạ
ắ ề ộ
ạ
i đ u vào b khuy ch đ i qua m ng đi n
ớ ế c d n t
ả qM ch dùng m ng đi n tr 2nR Các dòng đi n b ng nhau = Io. ệ Khi m t bít nào đó c a tín hi u đi u khi n là "0" thì Io ạ ươ ứ ng ng v i bít đó b ng n m ch qua khóa xu ng đ t. t ượ ạ Ng c l đó đ tr .ở
ạ
ệ
ở
ở
ệ
ụ
ọ
ệ ở
ỗ
ệ
ằ ở
ộ ử ả
ệ ở ộ ử
ệ
ở
ớ
ệ ứ ớ
ứ
ạ
ả qM ch dùng m ng đi n tr 2nR (tt) ạ .M ng đi n tr làm nhi m v phân dòng. ệ .Vì đi n tr nhánh ngang b ng m t n a đi n tr nhánh d c, nên dòng đi qua m i khâu đi n tr thì gi m đi m t n a. Dòng đi n ngứ ệ ớ v i LSB đi qua N1 khâu đi n tr , dòng đi n ng v i bit có ượ c nghĩa l n h n đi qua N2 khâu.....và dòng ng v i MSB đ ầ đ a tr c ti p đ n đ u b khuy ch đ i.
ơ ớ ự ế ả
ộ
ớ
ị ố
ở ở
ằ
ở
ế ộ ế ư ế ế ị ố ạ ệ ở ử .K t qu là các dòng đi n c a vào b khuy ch đ i có tr s ầ ừ ị ố ả ệ ạ ươ ứ t ng ng v i bit mà nó đ i di n. Chúng có tr s gi m d n t ị ế MSB đ n LSB theo mã nh phân. ệ .Đi n tr ở ệ ố
ướ
ố
ố nhánh ngang cu i cùng có giá tr s là 2R b ng ả ự ọ ể ả đi n tr nhánh d c đ đ m b o s phân dòng cho iN2= I0/2 ư khâu cu i cùng cũng gi ng nh các khâu tr
c.