Bài 06 chuyển đổi số tương tự

KỸ THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG * HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰTài liệu tham khảo 1. Xử lý tín hiệu đo lường (Tập bài giảng), Mai Quốc Khánh, Nguyễn Hùng An, Bộ môn LTM-ĐL / Khoa VTĐT, 2019. 2. Kỹ thuật xử lý tín hiệu đo lường, Nguyễn Hùng An, Mai Quốc Khánh, Dương Đức Hà, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, năm 2019. 2Bài 6: Chuyển đổi số - tương tự 3 1. Khôi phục tín hiệu tương tự 2. Các kỹ thuật chuyển đổi số - tương tự (DAC) 3. Các tham số kỹ thuật chính của DAC1. Khôi phục tín hiệu tương tự Bộ chuyển đổi số-tương tự (DAC) được sử dụng để khôi phục tín hiệu tương tự ban đầu từ mã dạng số. Mỗi giá trị số của mã tương ứng với một giá trị xác định của tín hiệu tương tự. Chuyển đổi mã dạng số thành giá trị tương tự (đối với LSB bằng 1 V) Khôi phục tín hiệu tương tự 5 Quá trình ZOH - giữ bậc 0 (zero order hold) hoặc khôi phục bậc thang (staircase reconstruction): bổ sung sự thiếu tín hiệu giữa các xung bằng cách giữ biên độ của xung cho đến khi có xung kế tiếp. Khôi phục tín hiệu tương tự (tt) 6 Khôi phục tín hiệu tương trự Để khôi phục tín hiệu, tốt nhất là sử dụng bộ lọc thông thấp lý tưởng.  Nếu sử dụng ZOH ta thực hiện mối quan hệ sau  Mô tả trên miền tần số Khôi phục tín hiệu tương tự (tt) 7   1 0 0 for other moments for t Ts x t           /2 sin / 2   / 2 j t j T s s s T s X j x t e dt T e T             Đặc tính truyền đạt của ZOH chuyển đổi chuỗi xung thành đường cong bậc thangKhôi phục tín hiệu tương tự (tt) 8 Bộ lọc hiệu chỉnh Khôi phục bậc thang Bộ lọc làm nhẵn Khôi phục tín hiệu tương tự từ chuỗi xung • Với ZOH tín hiệu giảm khi tần số tăng, gây nhiễu tín hiệu • Khắc phục: Mắc thêm bộ lọc hiệu chỉnh ở đầu ra của DAC  làm tăng giá trị tín hiệu khi tần số tăng - khi đảo ngược mối quan hệ sinx/x.Khôi phục tín hiệu tương tự (tt) 9  Nếu số mức lượng tử ít  khó lấy mẫu và khôi phục tín hiệu  Khắc phục bằng kỹ thuật dithering: Bổ sung tạp âm cộng tính có giá trị ≤ 1 LSB vào tín hiệu để tăng mức lượng tử.  Sau đó, tạp âm cộng tính (thường là tạp trắng) có thể loại trừ bằng cách sử dụng bộ lọc. (b) Tín hiệu được bổ sung tạp âm (a) Tín hiệu hình sin sau khôi phục bậc thangKhôi phục tín hiệu tương tự (tt) 10Khôi phục tín hiệu tương tự (tt) 11 Cấu trúc DAC điển hình2. Các kỹ thuật chuyển đổi số - tương tự • DAC sử dụng điện trở trọng số • DAC phân đoạn • DAC sử dụng R-2R Ladder • DAC với OversamplingI DAC sử dụng điện trở trọng số 13  Mạch cộng xây dựng trên KĐTT.  Các điện trở trọng số được dùng để phân biệt các bit từ MSB đến LSB.  Các chuyển mạch chuyển giữa điện áp tham chiếu (Uref) và đất (bit HIGH hoặc bit LOW). DAC sử dụng các điện trở trọng số - + R 2R 4R 2n-1R R ph U ra Vref  Nếu KĐTT là lý tưởng  điện áp ra tỷ lệ với dòng điện tổng cộng ở đầu vào đảo của bộ khuếch đại.