TÌM HIỂU BỘ CHUYỂN ĐỔI FX2N2DA

Hiện nay sản phẩm công nghiệp đang đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc d}n.Đặc biệt là những thành tựu khoa học kỹ thuật lại đang ph|t triển mạnh mẽ v{ được áp dụng phổ biến,rộng r~i v{o lĩnh vực công nghiệp.Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề này có ảnh hưởng lớn lao đến sự phát triển của đất nước .Nh{ nước ta đ~ ra sức đ{o tạo nghiên cứu khoa học kỹ thuật,khuyến khích đầu tư nhằm thúc đẩy nhanh mục tiêu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Là sinh viên của chuyên ng{nh điện.Sau những tháng năm học hỏi v{ tu dưỡng tại Trường Đại Học Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh.Từ những thầy cô ,từ các chính sách của Đo{n ,Đảng.Em đ~ nhận thức được con đường em chọn l{ đúng đắn.Đặc biệt l{ ng{nh điện rất quan trọng và không thể thiếu cho bất kỳ lĩnh vực của quốc gia n{o.Khi được giao đồ án,xác định đ}y l{ công việc quan trọng để nhằm đ|nh gi| lại toàn bộ kiến thức m{ mình đ~ tiếp thu,với đề t{i:”tìm hiểu bộ chuyển đổi fx2n2da”

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGHÀNH TÌM HIỂU BỘ CHUYỂN ĐỔI FX2N-2DA

GVHD: ĐÀO DUY KHƯƠNG

SVTH : TRẦN VĂN NAM NGUYỄN THANH QUANG

LÊ VĂN THỌ

THÔNG DIỆP TIẾN TRẦN VĂN TUẤN PHAN BÙI HOÀNG HIỆP

TRẦN VĂN HUẾ

LÊ MINH TUẤN NGUYỄN THANH HÙNG

TP.HCM ngày tháng năm2016

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGHÀNH

TÌM HIỂU BỘ CHUYỂN ĐỔI FX2N-2DA

GVHD: ĐÀO DUY KHƯƠNG SVTH:TRẦN VĂN NAM 13074741 NGUYỄN THANH QUANG 13074531

LÊ VĂN THỌ 13073881 THÔNG DIỆP TIẾN 13070501 TRẦN VĂN TUẤN 13075371 PHAN BÙI HOÀNG HIỆP 13093511

TRẦN VĂN HUẾ 13082361

LÊ MINHTUẤN 13038411 NGUYỄN THANH HÙNG 13019021

TP.HCM ngày tháng năm2016

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay sản phẩm công nghiệp đang đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc d}n.Đặc biệt là những thành tựu khoa học kỹ thuật lại đang ph|t triển mạnh mẽ v{ được áp dụng phổ biến,rộng r~i v{o lĩnh vực công nghiệp.Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề này có ảnh hưởng lớn lao đến sự phát triển của đất nước Nh{ nước ta đ~ ra sức đ{o tạo nghiên cứu khoa học kỹ thuật,khuyến khích đầu tư nhằm thúc đẩy nhanh mục tiêu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước

Là sinh viên của chuyên ng{nh điện.Sau những tháng năm học hỏi v{ tu dưỡng tại Trường Đại Học Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh.Từ những thầy cô ,từ các chính sách của Đo{n ,Đảng.Em đ~ nhận thức được con đường em chọn l{ đúng đắn.Đặc biệt l{ ng{nh điện rất quan trọng và không thể thiếu cho bất kỳ lĩnh vực của quốc gia n{o.Khi được giao đồ án,xác định đ}y l{ công việc quan trọng

để nhằm đ|nh gi| lại toàn bộ kiến thức m{ mình đ~ tiếp thu,với đề t{i:”tìm hiểu bộ chuyển đổi fx2n-2da”

Sau quá trinh học hỏi và tim hiểu,tham khảo,với ý thức và sự nỗ lực của nhóm

v{ được các thầy cô v{ đặc biệt là thầy giáo Đào Duy Khương đ~ hướng dẫn,giúp đỡ tận tình nhóm em đ~ kết thúc công việc được giao

Tp.HCM,ngày tháng năm2016

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ,giúp đỡ dù ít hay nhiều,dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác.Trong suốt thời gian từ khi băt đầu học tập,em đ~ nhận được rất nhiều sự quan t}m,giúp đỡ của quý Thầy Cô,gia đình v{ bạn bè.Với lòng biết ơn s}u sắc nhất,em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Công Nghệ Điện –Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM đ~ cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt quãng thời gian qua.Và đặc biệt,trong môn Đồ Án chuyên nghành này

Em xin chân thành cảm ơn Thầy Đào Duy Khương đ~ tận t}m hướng dẫn

chúng em qua từng buổi trao đổi học tập cũng như những buổi nói chuyện thảo luận về đề t{i m{ chúng em đang tìm hiểu.Nếu không có những lời hướng dẫn,dạy bảo của thầy thì bài báo cáo của chúng em rất khó để hoàn thành được.Một lần nữa,chúng em xin chân thành cảm ơn thầy

Đề t{i được thực hiện trong thời gian ngắn.Bước đầu đi v{o l{m,tìm hiểu đề tài khoa học,kiến thức của chúng em còn nhiều hạn chế và bỡ ngỡ.Do vậy,không tránh những thiếu sót l{ điều chắc chắn,em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý b|u của quý Thầy Cô Và Thầy cô phản biện để kiến thức của chúng em trong lĩnh vực n{y được hoàn thiện hơn

Sau cùng ,em xin chúc quý Thầy Cô trong Khoa Công Nghệ Điện và Thầy Đào Duy Khương dồi dào sức khỏe,niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh

cao đẹp của mình la truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau

Trân Trọng!

Tp.HCM,ngày tháng năm 2016

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Tp.HCM,ngày tháng năm2016

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

………

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Tp.HCM,ngày tháng năm2016

MỤC LỤC

I TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN FR-A500

1.Cấu trúc biến tần FR-A500 1

2.Sơ đồ đấu dây 3

3.Đặc điểm kĩ thuật của các đầu cuối trên mạch chính 4

II.TÌM HIỂU BỘ CHUYỂN ĐỔI FX2C-2DA 1.Giới thiệu và cgức năng bộ chuyển đổi DA 8

2.Cấu tạo 9

3.Một số loại DA 14

III.TÌM HIỂU VỀ PLC HÃNG MITSUBISHI 1 Giới thiệu chung về PLC Misubishi 22

2.Sơ đồ đấu dây 24

3.PLC-FX2N 26

4.Các thiết bị trên bộ PLC FX 26

5.Chương trình lập trình……… 27

IV.TÌM HIỂU VỀ ENCODOR 1.Sơ lược về encodor 31

2.Khái niệm……… 33

3.Nguyên lý hoạt động 34

V.KẾT LUẬN 43

1

I.TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN FR-A500

Thông số kỹ thuật:

-Nguồn cấp: 3 pha 380 - 480V, 50/60Hz

- Dải tần số đầu ra: 0.0 - 500Hz

- Khả năng qu| tải: 120% trong 6s, 135% trong 2s

- Dải công suất: 0.4 – 450 kW

- Dải điều khiển: 0 – 10V, 4 – 20 mA

1.1 Khái niệm biến tần Biến tần là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện có tần số f1 cố định thành nguồn điện có tần số fr thay đồi được nhờ các khóa bán dẫn Phân loại: Biến tần được phân chia làm hai loại:

a) Biến tần trực tiếp

b) Biến tần gián tiếp Biến tần gián tiếp được chia làm hai loại:

biến tần nguồn dòng và biến tần nguồn áp

Ứng dụng: Bộ biến tần thường được sừ dụng để điều khiền vận tốc động cơ

xoay chiều theo phương ph|p điều khiển tần số, theo đó tần số của lưới nguồn

sẽ thay đổi thành tần số biến thiên Ngoài việc thay đổi tần số còn có sự thay đổi tổng số pha Từ nguồn lưới một pha, với sự giúp đỡ của bộ biến tần ta có thể mắc vào tải động cơ ba pha Bộ biến tần còn dược sử dụng rộng rãi trong

kỹ thuật nhiệt điện Bộ biến tần trong trường hợp này cung cấp năng lượng

cho lò cảm ứng

1.Cấu trúc biến tần FR-A500

ra của bộ nghịch lưu còn có thể điều khiển thông qua phương ph|p điều khiển xung thực hiện trực tiếp ngay trên bộ nghịch lưu

Ở chế độ máy phát của tải (chẳng hạn khi h~m động cơ không đồng bộ), năng lượng h~m được trả ngược về mạch một chiều và nạp cho tụ lọc Cf Năng lượng nạp về trên tụ l{m điện |p nó tăng lên v{ có thể đạt giá lớn có thể gây qu| |p Để loại bỏ hiện tượng qu| điện áp trên tụ Cf, ta có thể đóng mạch xả điện áp trên tụ qua một điện trở mắc song song vơi tụ thông qua công tắc bán

dẫn S

+ Mạch trung gian một chiều:

Có chứa tụ lọc với điện dung khá lớn Cf (khoảng vài ngàn F ) mắc vào ngõ vào của bộ nghịch lưu Điều này giúp cho mạch trung gian hoạt động như nguồn điện áp Tụ điện cùng với cuộn cảm Lf của mạch trung gian tạo thành mạch nắn điện áp chỉnh lưu Cuộn kháng Lf có tác dụng nắn dòng điện chỉnh lưu

Trong nhiều trường hợp, cuộn kháng Lf không xuất hiện trong cấu trúc mạch

và tác dụng nắn dòng của nó có thể được thay thế bằng cảm kháng tản máy biến áp cấp nguồn cho bộ chỉnh lưu Do t|c dụng của diode nghịch đảo bộ nghịch lưu, điện |p đặt trên tụ chỉ có thể đạt các giá trị dương Tụ điện còn thực hiện chức

3

2.Sơ đồ đấu dây

4

3.Đặc điểm kĩ thuật của các đầu cuối trên mạch chí0nh

R/L1,

S/L2,

T/L3

Ngõ v{o điện áp AC Nối tới sự cung cấp điện thương

mại Giữ điểm nối này mở khi sử dụng bộ biến đổi hệ số công suất cao (FR-HC và MT-HC) hoặc bộ biến đổi chung t|i sinh năng lượng (FR-CV)

R1/L11,

S1/L21 Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển Nguồn cung cấp AC được kết nối tới đầu R/L1 va S/L2 Giữ màn

hiển thị b|o động và ngõ ra báo động hoặc khi sử dụng bộ biến đổi

hệ số công suất cao (FR-HC và MT –HC) hoặc bộ biến đổi chung tái sinh năng lượng (FR-CV), chuyển

và nhảy tới đầu R/L1-R1/L11 và S/L2-S1/L21 v{ |p đặt năng lượng ngoài lên những điểm cuối này Không tắt nguồn cung cấp cho mạch điều khiển (R1/L11,S1/L21)

5

PR-PX (7.5K hoặc ít hơn) v{ kết nối với một điện trở hãm lựa chọn qua 2 điểm P+ - PR.Cho điện trở 22K hoặc ít hơn,điện trở kết nối sau đó cung cấp công suất hãm tái sinh

và MTBU5), Bộ chuyển đổi năng lượng tái sinh thông dụng(FR- CV),Bộ biến đổi công suất cao( FR-

HC và MT-HC) hoặc bộ biến đổi năng lượng tái sinh(MT-RC)

nhảy qua điểm P/+ - P1 và nối với cuộn cảm DC.(cho 75K hoặc ít hơn, một điện cảm DC được cung cấp theo tiêu chuẩn

PX-PR (tình trạng ban đầu) Mạch hãm bên trong là hoạt động ( cung cấp cho 7.5K hoặc it hơn)

tần.Phải được tiếp đất

6

II.TÌM HIỂU BỘ CHUYỂN ĐỔI FX2N-2DA

Hầu hết các tín hiệu vật lý đều nằm trong thế giới tương tự bởi vì cuộc sống thực là thế giới tương tự Khi đó việc xử lý tín hiệu đều được thực hiện trong miền tương tự.Việc xử lý tín hiệu trong miền tương tự đôi lúc gặp rất nhiều khó khăn Song song với xử lý tín hiệu tương tự, xử lý và phân tích tín hiệu số ngày càng phát triển dựa trên lý thuyết xử lý tín hiệu số Vì thế nhiều phương pháp nghiên cứu việc chuyển đổi qua lại từ hai miền tín hiệu được đưa ra Một thiết bị, một hệ thống trong thực tế dù lớn hay nhỏ chỉ hoạt động được khi

ta cung cấp điện cho nó Và khi ngừng cung cấp điện thì nó không hoạt động được Điều đó chứng tỏ máy móc hoạt động chỉ ở hai mức điện thế Đó l{ c|c mức nhị phân Kết quả hoạt động của các thiết bị đó để được kiểm tra phải thông qua con người

Việc giao tiếp với con người thì các thiết bị đó phải đưa c|c mức nhị ph}n đó

ra các tín hiệu tương tự Hay nói kh|c hơn ta cần phải có chế độ chuyển đổi các mức tín hiệu, tín hiệu số sang thế giới thực của con người, tín hiệu tương tự

Tùy v{o ứng dụng m{ ta thay đổi dạng tín hiệu tại ngõ ra Thông thườngnhững tín hiệu n{y dùng để điều khiển c|c đối tượng như: c|c van Analog, biến tần… những thiết bị điều khiển bằng tín hiệu Analog

FX2N-DA có thể sử dụng cho c|c dòng PLC Mitsubihi FX0N, FX2N

8

1.Giới thiệu và chức năng của bộ chuyển đổi DA

Trong kỹ thuật số, ta thấy đại lượng số có gi| trị x|c định l{ một trong hai khả năng l{ 0 hoặc 1, cao hay thấp, đúng hoặc sai, vv…

Trong thực tế chúng ta thấy rằng một đại lượng số (chẳng hạn mức điện thế) thực ra có thể có một gi| trị bất kỳ nằm trong khoảng x|c định v{ ta định rõ c|c gi| trị trong phạm vi x|c định sẽ có chung gi| trị dạng số

Hầu hết trong tự nhiên đều l{ c|c đại lượng tương tự như nhiệt độ, |p suất, cường độ |nh s|ng, … Do đó muốn xử lý trong một hệ thống kỹ thuật số, ta phải chuyển đổi sang dạng đại lượng số mới có thể xử lý v{ điều khiển c|c hệ thống được

V{ ngược lại có những hệ thống tương tự cần được điều khiển chúng ta cũng phải chuyển đổi từ số sang tương tự Trong phần n{y chúng ta sẽ tìm hiểu về qu| trình chuyển đổi từ số sang tương tự -DAC (Digital to Analog Converter)

Chuyển đổi số sang tương tự l{ tiến trình lấy một gi| trị được biểu diễn dưới dạng m~ số ( digital code ) v{ chuyển đổi nó th{nh mức điện thế hoặc dòng điện tỉ lệ với gi| trị số

Độ phân giải luôn bằng trọng số của LSB Còn gọi l{ kích thước bậc thang (step size), vì đó l{ khoảng thay đổi của Vout khi giá trị của đầu vào số thay đổi từ bước n{y sang bước khác.

11

Dạng sóng bậc thang (hình 5.2) có 16 mức với 16 thạng th|i đầu v{o nhưng chỉ

có 15 bậc giữa mức 0 v{ mức cực đại Với DAC có N bit thì tổng số mức kh|c nhau sẽ l{ 2N, v{ tổng số bậc sẽ l{ 2N – 1

Do đó độ ph}n giải bằng với hệ số tỷ lệ trong mối quan hệ giữa đầu v{o v{ đầu

ra của DAC

Đầu ra tương tự = K x đầu v{o số

Với K l{ mức điện thế (hoặc cường độ dòng điện) ở mỗi bậc

Như vậy ta có công thức tính độ ph}n giải như sau:

Với Afs l{ đầu ra cực đại ( đầy thang )

N l{ số bit

Nếu tính theo phần trăm ta có công thức như sau:

Ví dụ 1: Một ADC 10 bit có kích thước bậc thang = 10mV H~y x|c định điện thế đầu ra cực đại ( đầy thang ) và tỷ lệ % độ phân giải

12

Giải:

DAC có 10 bit nên ta có

Số bậc l{ 210 – 1 = 1023 bậc

Với mỗi bậc l{ 10mV nên đầu ra cực đại sẽ l{ 10mVx1023 = 10.23V

Từ ví dụ trên cho thấy tỷ lệ phần trăm độ ph}n giải giảm đi khi số bit đầu v{o tăng lên Do đó ta còn tính được % độ ph}n giải theo công thức:

Sai số toàn thang là khoảng lệch tối đa ở đầu ra DAC so với giá trị dự kiến (lý tưởng), được biểu diễn ở dạng phần trăm

Sai số tuyến tính là khoảng lệch tối đa ở kích thước bậc thang so với kích

thước bậc thang lý tưởng

Điều quan trọng của một DAC l{ độ chính x|c v{ độ phân giải phải tương thích

với nhau

2.3 Sai số lệch

Theo lý tưởng thì đầu ra của DAC sẽ là 0V khi tất cả đầu vào nhị phân toàn là bit 0 Tuy nhiên trên thực tế thì mức điện thế ra cho trường hợp này sẽ rất nhỏ, gọi là sai số lệch ( offset error) Sai số này nếu không điều chỉnh thì sẽ

13

được cộng v{o đầu ra DAC dự kiến trong tất cả c|c trường hợp

Nhiều DAC có tính năng điều chỉnh sai số lệch ở bên ngoài, sẽ cho phép chúng ta triệt tiêu độ lệch này bằng cách áp mọi bit 0 ở đầu vào DAC và theo dõi đầu ra Khi đó ta điều chỉnh chiết |p điều chỉnh độ lệch cho đến khi nào đầu ra bằng 0V

2.4 Thời gian ổn định

Thời gian ổn định (settling time) là thời gian cần thiết để đầu ra DAC đi từ zero đến bậc thang cao nhất khi đầu vào nhị phân biến thiên từ chuỗi bit to{n 0 đến chuổi bit toàn là 1 Thực tế thời gian ổn định là thời gian để đầu vào DAC ổn định trong phạm vi ±1/2 kích thước bậc thang (độ phân giải) của giá trị cuối cùng

Ví dụ: Một DAC có độ phân giải 10mV thì thời gian ổn định được đo l{ thời

gian đầu ra cần có để ổn định trong phạm vi 5mV của giá trị đầy thang

Thời gian ổn định có giá trị biến thiên trong khoảng 50ns đến 10ns DAC với đầu ra dòng có thời gian ổn định ngắn hơn thời gian ổn định của DAC có đầu ra điện thế

2.5 Trạng thái đơn điệu

DAC có tính chất đơn điệu ( monotonic) nếu đầu ra của nó tăng khi đầu vào nhị ph}n tăng dần từ giá trị này lên giá trị kế tiếp Nói c|ch kh|c l{ đầu ra bậc thang sẽ không có bậc đi xuống khi đầu vào nhị ph}n tăng dần từ zero đến đầy thang

Tỉ số phụ thuộc dòng:

DAC chất lượng cao yêu cầu sự ảnh hưởng của biến thiên điện áp nguồn đối với điện |p đầu ra vô cùng nhỏ Tỉ số phụ thuộc nguồn là tỉ số biến thiên mức

14

điện |p đầu ra với biến thiên điện áp nguồn gây ra nó

Ngoài các thông số trên chúng ta cần phải quan t}m đên c|c thông số khác của một DAC khi sử dụng như: c|c mức logic cao, thấp, điện trở, điện dung, của đầu vào; dải rộng, điện trở, điện dung của đầu ra; hệ số nhiệt, …

3.Một số loại DA

3.1DAC dùng điện trở có trọng số nhị phân và bộ khuếch đại cộng

Hình 5.3 l{ sơ đồ mạch của một mạch DAC 4 bit dùng điện trở v{ bộ khuếch đại đảo Bốn đầu v{o A, B, C, D có gi| trị giả định lần lượt l{ 0V v{ 5V

Bộ khuếch đại thuật to|n (Operational Amplifier – Op Amp) được dùng l{m bộ cộng đảo cho tổng trọng số của bốn mức điện thế v{o Ta thấy c|c điện trở đầu v{o giảm dần 1/2 lần điện trở trước nó

Nghĩa l{ đầu v{o D (MSB) có R IN = 1k, vì vậy bộ khuếch đại cộng chuyển ngay mức điện thế tại D đi m{ không l{m suy giảm (vì R f = 1k)

Đầu v{o C có R = 2k, suy giảm đi 1/2, tương tự đầu v{o B suy giảm 1/4 v{ đầu

v{o A giảm 1/8 Do đó đầu ra bộ khuếch đại được tính bởi biểu thức:

Dấu }m (-) biểu thị bộ khuếch đại cộng ở đ}y l{ khuếch đại cộng đảo Dấu }m n{y chúng ta không cần quan t}m

15

Như vậy ngõ ra của bộ khuếch đại cộng l{ mức điện thế tương tự, biểu thị tổng trọng số của c|c đầu v{o Dựa v{o biểu thức (4) ta tính được c|c mức điện |p ra tương ứng với c|c tổ hợp của c|c ngõ v{o (bảng 5.1)

Bảng 5.1 Đầu ra ứng với điều kiện c|c đầu v{o thích hợp ở 0V hoặc 5V

Độ ph}n giải của mạch DAC hình 5.2 bằng với trọng số của LSB, nghĩa l{ bằng x 5V = 0.625V Nhìn v{o bảng 5.1 ta thấy đầu ra tương tự tăng 0.625V khi

số nhị ph}n ở đầu v{o tăng lên một bậc

Ví dụ 2:

a X|c định trọng số của mỗi bit đầu v{o ở hình 5.2

b Thay đổi Rf th{nh 500W.X|c định đầu ra cực đại đầy thang

Giải:

a MSB chuyển đi với mức khuếch đại = 1 nên trọng số của nó ở đầu ra l{ 5V Tương tự như vậy ta tính được c|c trọng số của c|c bit đầu v{o như sau:

b Nếu R f = 500W giảm theo thừa số 2, nên mỗi trọng số đầu v{o sẽ nhỏ hơn

2 lần so với gi| trị tính ở trên Do đó đầu ra cực đại ( đầy thang) sẽ giảm theo

cùng thừa số, còn lại: -9.375/2 = -4.6875V

3.2DAC-R/2Rladder

Mạch DAC ta vừa khảo s|t sử dụng điện trở có trọng số nhị ph}n tạo trọng

số thích hợp cho từng bit v{o Tuy nhiên có nhiều hạn chế trong thực tế Hạn chế lớn nhất đó l{ khoảng c|ch chênh lệch đ|ng kể ở gi| trị điện trở giữa LSB v{ MSB, nhất l{ trong c|c DAC có độ ph}n giải cao (nhiều bit)

Ví dụ nếu điện trở MSB = 1k trong DAC 12 bit, thì điện trở LSB sẽ có gi| trị trên 2M Điều n{y rất khó cho việc chế tạo c|c IC có độ biến thiên rộng về điện trở để có thể duy trì tỷ lệ chính x|c

Để khắc phục được nhược điểm n{y, người ta đ~ tìm ra một mạch DAC đ|p ứng được yêu cầu đó l{ mạch DAC mạng R/2R ladder C|c điện trở trong mạch n{y chỉ biến thiên trong khoảng từ 2 đến 1

17

Hình 5.4 là một mạch DAC R/2R ladder cơ bản

Từ hình 5.4 ta thấy được c|ch sắp xếp c|c điện trở chỉ có hai gi| trị được sử dụng l{ R v{ 2R Dòng IOUT phụ thuộc v{o vị trí của 4 chuyển mạch, đầu v{o

nhị ph}n B 0 B 1 B 2 B 3 chi phối trạng th|i của c|c chuyển mạch n{y

Dòng ra I OUT được phép chạy qua bộ biến đổi dòng th{nh điện (Op-Amp) để biến dòng th{nh điện thế ra V OUT Điện thế ngõ ra V OUT được tính theo công

thức:

Với B l{ gi| trị đầu v{o nhị ph}n, biến thiên từ 0000 (0) đến 1111(15)

Ví dụ 3: Giả sử VREF = 5V của DAC ở hình 5.4 Tính độ ph}n giải v{ đầu ra

Giải

Độ ph}n giải bằng với trọng số của LSB, ta x|c định trọng số LSB bằng

cách gán B = 0001 2 = 1 Theo công thức (5), ta có:

18

Đầu ra cực đại x|c định được khi B = 1111 2 = 15 10 Áp dụng công thức (5) ta có:

3.3 DAC với đầu ra dòng

Trong c|c thiết bị kỹ thuật số đôi lúc cũng đòi hỏi qu| trình điều khiển bằng dòng điện Do đó người ta đ~ tạo ra c|c DAC với ngõ ra dòng để đ|p ứng yêu cầu đó Hình 5.5 l{ một DAC với ngõ ra dòng tương tự tỷ lệ với đầu v{o nhị phân

Mạch DAC n{y 4 bit, có 4 đường dẫn dòng song song mỗi đường có một chuyển mạch điều khiển Trạng th|i của mỗi chuyển mạch bị chi phối bởi mức logic đầu v{o nhị ph}n

Dòng chảy qua mỗi đường l{ do mức điện thế quy chiếu VREF v{ gi| trị điện trở trong đường dẫn quyết định Gi| trị điện trở có trọng số theo cơ số 2, nên cường độ dòng điện cũng có trọng số theo hệ số 2 v{ tổng cường độ dòng điện

ra IOUT sẽ l{ tổng c|c dòng của c|c nh|nh