Телемеханика Преобразование кодов в напряжение (ток) (декодер)
Преобразование кодов в напряжение (ток) (декодер)

В качестве преобразующих устройств используются ЦАП, выполненные в виде декодирующих сеток из резисторов. Для преобразование кодовой посылки в ток или напряжение необходим параллельный код. Поэтому перед преобразованием последовательный код записывается в регистр и в нижний момент со всех ячеек снимается параллельный код. Сопротивление резисторов в декодирующей сетке выбирают так, чтобы выходное напряжение сетки было пропорционально декодируемому числу. По способу построения декодирующие сетки подразделяют на последовательные и параллельные, а по режиму работы - с суммированием напряжений или токов.

Недостаток декодирующих сеток с последовательным соединением разрядных резисторов заключается в том, что при включении разного числа резисторов получается различные значения выходного сопротивления схемы, что уменьшает точность преобразования, если преобразователь работает не в режиме холостого хода, а нагружен на входное сопротивление последующего устройства. Этого недостатка лишены декодирующие сетки с параллельным включением разрядных резисторов типа R - 2R и со взвешенными резисторами.

Декодирующие сетки типа R - 2R. Это декодирующая сетка для суммирования напряжений. Схема является делителем из резисторов только двух номиналов R и 2R, включенных так, что съем разрядных напряжений с выхода схемы пропорционален весам двоичных разрядов.

Подключение источника эталонного напряжения к декодирующей сетке осуществляется с помощью ключей К1 - Кн, которые управляются сигналами с регистра. Если, н/п, в регистр - предварительно была записана кодовая комбинация 11 …10, соответствующая переданной измеряемой величине, то при нормальном считывании этой комбинации ключи Кn1, Кn-1К2 переключаются и подсоединяют соответствующие резисторы к источнику эталонного напряжения. Ключ К1 на который подан сигнал 0, не переключается, оставив присоединение к его выходу резисторы подключенными. Можно подсчитать, какие напряжения будут подаваться на операционный усилитель ОУ, если замыкать тот или иной ключ. Так, при включении только старшего n - го разряда выходное напряжение декодирующей сетки:

Un = (1/2) Eэт

при включении n - 1 разряда: Un-1 = (1/4) Eэт;

n - 2 разряда: Un-2 = (1/8) Eэт.

Таким образом, выходное напряжение различных разрядов изменяются по двоичному закону и для любого К - го разряда можно записать

Uвыхк - (1/2к)Еэт

Это уравнение справедливо, если считать, что работа происходит в режиме холостого хода, т.к. входное сопротивление очень велико. Счет номеров в ЦАП начинается со старшего разряда, для которого К = 1. С учетом конечного значения нагрузки сопротивление 2R или замкнуто на землю или через источник питания Е то же замкнуто на землю и Rвых = 2R всегда

Uвых к = Eэт - для одного К - того разряда

Если включается несколько разрядов, то выходное напряжение определится как сумма напряжений:

Uвых = .

Выходные сопротивление декодирующей сетки этого типа постоянны и не зависят от числа включенных разрядов