V 0= ref (B020 + B121 + + Bn2n)/2n+
6.2.2 Câc tham số cơ bản của bộ chuyển ựổi DA
Độ phđn giải (Solution): Liắn quan ựến số bắt của một DAC. Nếu số bắt lă n thì số trạng thâi của tắn hiệu nhị phđn lă 2n nghĩa lă sẽ có 2n mức ựiện thế (hoặc dòng ựiện) khâc nhau, do ựó có ựộ phđn giải lă 1/2n. Độ phđn giải căng bĩ thì ựiện thế (hoặc dòng ựiện ựầu ra) căng có dạng liắn tục, căng gần với thực tế vă ngược lại. Độ chắnh xâc (Accuracy): Có thể ựânh giâ chất lượng của một DAC bằng sai số
của nó. Đại lượng biểu diễn sai số lă ựộ lệch tối ựa giữa ựại lượng ra vă một ựường thẳng nối ựiểm 0 với ựiểm FS (Full Scale) trắn ựặc tuyến chuyển ựổi DA. Độ tuyến tắnh (Linearity): Độ tuyến tắnh của DAC cho biết ựộ lệch ựiện âp so với
một ựường thẳng ựi qua những ựiểm nút của ựặc tuyến chuyển ựổi. Đó lă ựặc tắnh thường gặp nhất với DAC. Đường cong ựặc tuyến lă ựơn ựiệu nếu sự thay ựổi ựộ lệch trắn lă không ựổi dấu. Để có một DAC ựơn ựiệu, ựộ lệch năy phải lớn hơn 0 cho mỗi nấc thang. Ngoăi ra mức ựộ tuyến tắnh của DAC phải nhỏ hơn hoặc bằng 1/2 LSB (Least Significant Bit- Tham khảo hình 6.14) ựể nó trở nắn ựơn ựiệu. Như vậy 1/2 LSB lă ựặc trưng về giới hạn ựơn ựiệu của một DAC.
Phi tuyến vi sai: lă ựại lượng cho biết ựộ lệch giữa giâ trị thực tế vă lý tưởng cho một nấc ựiện âp ra ứng với mỗi thay ựổi của mê số văo. Đại lượng năy cho biết về ựộ nhẵn của ựường cong ựặc tuyến ựối với DAC.
Thời gian thiết lập: ựối với một DAC lă thời gian cần thiết ựể ựiện âp ra ựạt tới giâ trị tới hạn sai số xung quanh giâ trị ổn ựịnh. Giới hạn năy thường lă 1/2 LSB hoặc biểu diễn bằng giâ trị FS.
Thời gian thiết lập trước hết phụ thuộc văo kiểu chuyển mạch, kiểu ựiện trở vă kiểu khuếch ựại dùng ựể xđy dựng bộ DAC. Thông thường nó ựược ựịnh nghĩa bằng thời gian từ khi ựiện âp bắt ựầu thay ựổi cho tới khi ựạt tới vùng giới hạn sai số cho trước. Nó không bao gồm thời gian trễ tắnh từ khi có sự thay ựổi mê số ở ựầu văo cho tới khi ựiện âp ra bắt ựầu ựâp ứng.
Tăi liệu môn học: Ghĩp nối vă ựiều khiển thiết bị ngoại vi
1. Bộ chuyển ựổi DA theo kiểu ựiện trở trọng lượng (Weighted resistor DAC)
Hình 6.9: DAC theo phương phâp ựiện trở trọng lượng
Mạch gồm một nguồn ựiện âp chuẩn Uch, câc chuyển mạch, câc ựiện trở có giâ trị lần lượt lă R, R/2, R/4, ... , R/2n-1 vă câc mạch khuếch ựại thuật toân.
Với mạch như trắn, khi một khoâ ựiện thứ i năo ựược nối với nguồn ựiện thế chuẩn thì sẽ cung cấp cho bộ KĐTT dòng ựiện có giâ trị lă:
i ch i R U I 2 =
Dòng ựiện năy ựộc lập với câc khoâ còn lại. Như vậy có thể thấy ngay rằng biắn ựộựiện âp ra phụ thuộc văo câc vị trắ ựược ựóng hay mở khoâ nghĩa lă ựược nối với ựiện âp chuẩn Uch hay nói câch khâc phụ thuộc văo giâ trị câc bắt tương ứng trong tắn hiệu sốựưa văo mạch chuyển ựổi. Một câch tổng quât, với một DAC có n bắt thì tắn hiệu ra ựược tắnh theo công thức: (2 1.B 1 20.B0) R R U U f n n ch r =− − − + + L Trong ựó B0ọ Bn-1có giâ trị "0" hoặc "1".
Mạch có ưu ựiểm lă ựơn giản, nhưng nhược ựiểm lă ựộ chắnh xâc vă tắnh ổn ựịnh của kết quả phụ thuộc nhiều văo trị số tuyệt ựối của câc ựiện trở vă sựổn ựịnh của chúng trong câc môi trường khâc nhau. Ngoăi ra còn phụ thuộc văo tắnh ổn ựịnh vă ựộ chắnh xâc của nguồn ựiện âp chuẩn.
2. Bộ chuyển ựổi DA theo kiểu thang ựiện trở R-2R (R-2R ladder)
Hình 6.10: DAC theo phương phâp mạch R-2R
DAC với thang ựiện trở R-2R khắc phục ựược một số nhược ựiểm của DAC ựiện trở trọng lượng.
Mạch chỉ gồm hai ựiện trở R vă 2R mắc theo hình thang với nhiều khoâ ựiện (mỗi khoâ ựiện cho một bắt) vă một nguồn ựiện âp chuẩn Uch.
Đại lượng cần tìm lă dòng Ith chảy văo mạch KĐTT khi có một số khoâ ựiện ựược nối với Uch. Theo mạch ựiện ta có:
Ura = -Ith.Rf
Xĩt tại chuyển mạch tương ứng với bắt thứ i, nút tương ứng trắn mạch hình thang lă 2i . Sử dụng ựịnh lý Thevenin, khi ựóng chuyển mạch văo Uch thì ựiện thế tương ựương Thevenin tại nút 20 sẽ lă Uch/2 vă nguồn tương có nội trở lă R, như vậy tại nút 21 (tiến về phắa mạch KĐTT) ta có nguồn tương ựương Thevenin có trị số lă Uch/4 vă nội trở lă R. Từ những kết quả trắn suy ra rằng khi di chuyển về phắa mạch KĐTT thì trị số ựiện thế Thevenin tại mỗi nút bằng một nửa trị số tại nút kề cận bắn trâi nó, vă tại nút 2n-1 do ựặc tắnh của bộ KĐTT ựiện thế ựược coi bằng 0V.
Tăi liệu môn học: Ghĩp nối vă ựiều khiển thiết bị ngoại vi
Câc DAC theo thang ựiện trở phải dùng số ựiện trở khâ lớn, vắ dụ nếu một DAC n bắt thì cần dùng 2(n-1) ựiện trở trong khi phương phâp ựiện trở trọng lượng chỉ phải dùng n thôi. Nhưng bù lại ựộ chắnh xâc vă tắnh ổn ựịnh của tắn hiệu ra ựược ựảm bảo tốt hơn.