EWB. ЦАП с весовыми резисторами

Цифро-аналоговые преобразователи используются для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал, например, для управления в автоматических системах исполнительными органами (электродвигателями, соленоидами и т.п.).

Наиболее простой ЦАП с весовыми резисторами (рис. 11.1) состоит из двух блоков. Резистивная схема (матрица) выполнена на резисторах R1...R4. Суммирующий усилитель включает в себя OU и резистор обратной связи Ко. Опорное напряжение Uon (3 В) подключается к резисторам матрицы переключателями D, С, В и А, управляемым одноименными клавишами клавиатуры и имитирующими преобразуемый код. Выходное напряжение Uo измеряется мультиметром.

Если все переключатели замкнуты на "землю", как показано на рис. 11.1, то напряжение на входе и выходе ОУ равно О В. Предположим теперь, что переключатель А установлен в положение, соответствующее логической 1. Тогда на вход ОУ через резистор R1 подается напряжение 3 В. Рассчитаем в этом случае коэффициент усиления напряжения по формуле: K=Ro/Rl=10000/150000=0,066. Отсюда получаем, что выходное напряжение Uo=0,066-3=0,2 В соответствует двоичной комбинация 0001 на входе ЦАП.

Подадим теперь на входы ЦАП двоичную комбинацию 0010. Для этого установим переключатель В в положение, соответствующее логической единице, тем самым подадим на ОУ через резистор R2 напряжение 3 В. Для коэффициента усиления в данном случае получаем K=Ro/R2=10000/75000=0,133. Умножив этот коэффициент усиления на величину входного напряжения, найдем, что выходное напряжение равно 0,4 В.

Таким образом, при переходе к каждому очередному двоичному числу, имитируемому ключами, выходное напряжение ЦАП увеличивается на 0,2 В. Это обеспечивается за счет увеличения коэффициента усиления напряжения ОУ при подключении различных по сопротивлению резисторов. Если бы в схеме на рис. 11.1 мы подключили только один резистор R4 (с помощью переключателя D), то тем самым установили бы коэффициент усиления К=10000/18700=0,535. При этом выходное напряжение ОУ составит около 1,6 В.

Если все переключатели в схеме на рис. 11.1 установлены в положения, соответствующие логическим единицам, выходное напряжение ОУ равно Uon=3 В, поскольку коэффициент передачи в этом случае становится равным 1.

Схема цифро-аналогового преобразователя на рис. 11.1 имеет два недостатка:

во-первых, в ней сопротивления резисторов изменяются в широких пределах, во-вторых, точность преобразования невысока из-за влияния конечного сопротивления транзисторных ключей в открытом и закрытом состояниях.

1. По какому закону выбираются сопротивления в ЦАП с весовыми резисторами?

2. Рассчитайте коэффициент усиления напряжения ОУ и выходное напряжение ЦАП в схеме на рис. 11.1 для случая, когда в положение, соответствующее логической единице, установлен только переключатель С. Результаты расчета проверьте на модели.

3. Получите выражение для расчета выходного напряжения ЦАП в общем виде и проверьте его на модели.

4. Замените переключатели А, В, С, D программными переключателями (реле времени), имитирующими последовательное во времени с интервалом 5 с появление кодовых комбинаций 0001, ООН, 0111 и 1111.

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.