Классификация ЦАП и АЦП

Для классификации АЦП и ЦАП используется широкий набор признаков, что обусловлено большим количеством способов построения и известных схемных решений преобразователей, их технических показателей; разнообразием элементной базы и технологических приемов изготовления и другими факторами. Одни из признаков являются общими для АЦП и ЦАП, другие относятся только к АЦП или только к ЦАП.

К общим признакам можно отнести:

• • разрядность, определяющая точность преобразователя: преобразователи малой, средней и высокой разрядности;
• • элементную базу. По этому признаку можно выделить классические преобразователи на основе стандартных цифровых узлов и преобразователи на переключаемых конденсаторах;
• • последовательность выполняемых операций в процессе преобразования (параллельные, последовательные и параллельно-последовательные). В основу классификации АЦП положен признак, указывающий на то, как во времени разворачивается процесс преобразования;
• • полярность аналогового сигнала — преобразователи с однополярным и биполярным сигналами на входе/выходе;
• • быстродействие — преобразователи низкого, среднего и высокого быстродействия;
• • технологию изготовления микросхем — МОП-технология, биполярная технология, смешанная технология;
• • особенности некоторых схемных элементов. К этому признаку можно отнести, например, тип используемой матрицы (резистивные, емкостные), источника опорного напряжения, управляемого ключа.

Разделение ЦАП на отдельные группы проводят по следующим признакам:

• • по способу формирования выходного сигнала различают ЦАП с суммированием напряжений и суммированием токов. Этот признак определяет структурную схему преобразователя;
• • по роду выходного сигнала: преобразователи с токовым выходом или выходом по напряжению;
• • по типу цифрового интерфейса: с последовательным или параллельным вводом;
• • по числу ЦАП на кристалле: одноканальные и многоканальные;
• • по возможностям изменения опорного напряжения различают ЦАП с постоянным и изменяющимся опорным напряжением (умножающие ЦАП).

Основными классификационными признаками, характерными для АЦП, являются:

• способ преобразования: прямой способ, при котором исходная аналоговая величина непосредственно преобразуется в код, и косвенный способ с предварительным преобразованием исходной величины, как правило, в частоту или временной интервал;

• принцип преобразования или функционирования. Это наиболее важный классификационный признак с точки зрения изучения существующего на сегодняшний день широкого многообразия АЦП. При классификации АЦП на основе алгоритмического описания процесса преобразования выделяют последовательные, параллельные или последовательно-параллельные процедуры приближения цифрового эквивалента к преобразуемой величине и к каждой из процедур относят группу АЦП.

Элементной базой для построения АЦП и ЦАП служат источники опорного напряжения, управляемые ключи и мультиплексоры, резистивные и емкостные матрицы, устройства выборки и хранения, операционные усилители и компараторы.