---

---

8.1 Číslicově analogový převodník

Číslicově analogové převodníky neboli převodníky číslo-napětí (zkráceně převodník Č/N nebo D/A) zabezpečují transformaci informace vyjádřenou v číslicové formě na analogové napětí. U D/A převodníku využíváme vlastnosti operačního zesilovače u kterého je zesílení prakticky určeno zpětnou vazbou. Principielní zapojení čtyřbitového převodníku je na obr.8.1

Obr. 8.1

Výstupní napětí převodníku z obr. 8.1. je:

Jestliže chceme vícebitový převodník, musíme zapojit další systém s odporem R/16, R/32,  atd.

Požadavky na přesnost odporů v síti převodníku se zvyšují se zvyšujícím se počtem bitů vstupního čísla. Aby změna výstupního napětí způsobená změnou nejméně významného bitu (LSB) nebyla menší než chyba převodu způsobená chybou velikosti odporu u bitu s vahou n platí pro maximální odchylku odporu DR_n vztah:

DR_n / R_n = 1 / 2ⁿ

kde R_n je velikost odporu u bitu s vahou n. TakĹže pro n = 4 je povolena tolerance odporu 6% zatĂ­mco pro n = 10 je maximĂĄlnĂ­ dovolenĂĄ tolerance odporu 0.1%.

Jako spínačů se používá obvykle tranzistorů v inverzním zapojení tak, aby chyba způsobená saturačním napětím byla co nejmenší. U inverzního zapojení je saturační napětí řádu mV takže při referenčním napětí U_ref = 10 V je chyba způsobená saturačním napětím řádu jednotky promile. Příklad zapojení je na obr. 8.2

Obr. 8.2

ZapojenĂ­ uvedenĂŠ na obr. 8.1 a 8.2 majĂ­ nevĂ˝hodu v tom, Ĺže odpor sĂ­tě se měnĂ­ v zĂĄvislosti na vstupnĂ­m čísle (Q₃, Q₂, Q₁, Q₀). U reĂĄlnĂŠho operačnĂ­ho zesilovače tak mĹŻĹže vzniknout chyba ve vĂ˝stupnĂ­m napětĂ­ zpĹŻsobenĂĄ změnou vstupnĂ­ho proudu. Aby odpor sĂ­tě byl nezĂĄvislĂ˝ na vstupnĂ­m čísle, je zapojenĂ­ modifikovĂĄno podle obr. 8.3.

Obr. 8.3

V zapojení na obr. 8.3 jsou jednotlivé větve sítě připojeny buď na zem nebo na zdroj napětí U_ref .Pak za předpokladu, že vnitřní odpor zdroje U_ref R_g je zanedbatelný je odpor sítě R_i.

a

Zapojení používající komplementárních tranzistorů jako spínačů je uvedeno na obr.8.4.

Obr. 8.4

U dosud uvedených zapojení ke každému bitu s různou vahou přísluší jiná velikost odporů v síti. Tato skutečnost je na závadu zejména pro převodníky vyrobené v integrované monolitické formě. Z tohoto důvodu bylo vyvinuto zapojení využívající odporu jedné velikosti. Principielní zapojení je na obr. 8.5.

Obr. 8.5

Pro výstupní napětí platí vztah

Převodník D/A z B C D kódu na analogový signál je možno provést tak, že v základním zapojení z obr. 8.1 volíme v jednotlivých blocích převodu dekadických čísel (4 bity) základní odpory v poměru  atd; principielní zapojení je na obr. 8.6.

Obr. 8.6

Pro výstupní napětí platí vztah:

(8.1)

kde N₂, N₁, N₀ je číslo v B C D kĂłdu.

Abychom odstranili opět nevýhodu spočívající v tom, že každý obvod má jinou hodnotu základního odporu, můžeme použít následující zapojení, kde každý obvod má stejný základní odpor R. V tomto případě je použit pro každou číslici čtyřbitový blok z obr. 8.5 a bloky jsou zapojeny do sítě podle obr. 8.7.

Obr. 8.7

Napětí na výstupu je pak:

kde N₂,N₁,N₀ je číslo v B C D kĂłdu.

---

---