MİKROİŞLEMCİ UYUMLU A/D VE D/AÇEVİRİCİLER
A/D ve D/A çeviricilerin pratikte sıkça kullanılan türlerinden biri de mikroişlemci uyumlu olanlarıdır.
Şekil 1.'de ZN428 D/A çeviricinin çalışma prensip şeması verilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi bir sayısal bilginin analog işarete çevriminde üç ana üniteye ihtiyaç vardır. Bunlar; verinin analog işarete çevrilme işlemini sağlayan R-2R merdiven devresi, bilgiyi geçici olarak belleğinde tutan tutucu (latch) ünitesi ve bilginin bit değerlerine göre R-2R devresini süren anahtarlama ünitesidir. Ayrıca dönüştürücüde referans gerilim üreten ünite de mevcuttur.
Şekil 1. Mikroişlemci uyumlu bir DAC entegresinin prensip şeması
Mikroişlemci uyumlu D/A ve D/A çeviricilerin mikroişlemci ile veri alış verişi için gerekli kontrol işaretlerine sahip olmalıdır. Bu işaretler; DC, Data Bus ve ENABLE uçları olabilir. Mikroişlemci için bir D/A çevirici sadece yazılabilen bir birim olarak kabul edilir.
Şekil 2. Mikroişlemci uyumlu bir A/D entegresinin prensip şeması
Şekil 2.'de ise mikroişlemci uyumlu bir A/D çeviricinin (kısaca A/D) çalışma prensip şeması verilmiştir.
Mikroişlemciler için A/D’ler sadece okunabilen ROM bellek gibi elemanlardır. Mikroişlemci uyumlu A/Dlerde çevrimin bittiğini ve okunmaya hazır olduğunu işlemciye bildiren çıkış vardır. Ayrıca CS ve CE uçları, birden fazla A/D kullanıldığında işlemcinin seçebilmesi için kullanılır. R/W uçları ise dönüştürme çevrimin başlatılması veya tampon bellekteki bilgilerin işlemci tarafından okunabilmesi için kullanılır.
R-2R LADDER
SWIT CHES
DAT A LAT CH +2.5V
REFERENCE VREF OUT
ANALOG GROUND
DIGITAL GROUND
+VCC
4 5 6
7 3 2 1
BIT8 BIT
ANALOG OUTPUT
VREF IN
ENABLE
14 15 16
1 13 12 11
2 10
9
5
6 7
8
4
+2.5V REFERENCE VREF OUT
VCC(+5V) GROUND
REXT
CK RC OR EXT CLOCK
9
10
5 7
CLOCK GENERAT OR
INT ERFACE AND CONT ROL
LOGIC SUCCESSIVE
APPROXIMAT ION REGIST ER
3-ST AT E BUFFERS
6
4 8-BIT DAC
3 4 5
6 2 1 0
DB7 DB
15 14 13
12 16 17 18
11 VREF IN
ANALOGUE INPUT
COMPARATOR
RD BUSY
WR 3
4 1
2 6
8
Şekil 2.’deki ardıl yaklaşımlı (successive approximation) A/D çevirici üç ana kısımdan oluşmuştur. Bu tür A/D’ler, deneme yanılma tekniği ile işlem yapar ve geri beslemeli bir sistem tarzında çalışır. Sistemde ardıl yaklaşım registeri ve 8 bitlik A/D çevirici içerikleri çevrim işlemi tamamlanana kadar karşılaştırılır.
Karşılaştırıcının diğer girişine analog işaret uygulanmıştır. A/D çevrimde bir örneğin sayısal bir koda dönüştürülmesi için geçen zamana çevrim zamanı (conversion time) denir. Çevrim süresinin kısa olması tercih edilmelidir. A/D’lerin kod kelimesinin (bit sayısı) uzun olması (dolayısıyla basamak aralığının (quantized interval) küçülmesi) çözünürlüğün iyileşmesine etki eden önemli bir faktördür.
Hazırlık Soruları
1. Flaş A/D çevirici ile ardıl yaklaşımlı A/D çeviriciler arasında farklar nelerdir?
2. Ardıl yaklaşımlı A/D çeviricide çevrim zamanı nedir?
3. Örnekleme ve tutma devresi nedir ve niçin kullanılır?
Deneyin Yapılışı
D/A Çevirici (DAC 0808)
1. DAC 0808 ve MC1774 entegrelerini borda yerleştiriniz.
2. Şekil 3‘teki deney şemasına göre bağlantıları yapınız.
3. DAC 0808 girişlerini (5-12 nolu uçlar) anahtarlara bağlayıp anahtarları LOW (0V) ve HI (5V) durumlarına getirerek çeşitli girişler için çıkış gerilimlerini ölçerek bir tablo oluşturunuz.
Şekil 3. D/A çevirici deneyi bağlantı şeması.
Değerlendirme Soruları
1. Devredeki işlemsel yükseltecin görevi nedir?
A/D Çevirici (ADC 0809)
1. ADC 0809 entegresini borda yerleştiriniz.
2. Şekil 4’te verilen bağlantı şemasına göre bağlantıları yapınız.
3. LS1-LS3’ü GND’ye bağlayın. Saat frekansını 100 kHz’e ayarlayınız. Multimetreyi ADC 0809’un 26 nolu ucuna bağlayınız.
4. Devreye enerji veriniz.
5. A/D 0809’un 26 nolu ucuna bağlı potansiyometreyi 2.5V’a ayarlayınız.
6. PB1 push buttonuna basarak LI1-LI8 sayısal çıkışları gözleyiniz.
7. 26 nolu uçtaki gerilimin çeşitli değerleri için sayısal çıkışları kaydederek bir tablo oluşturunuz.
8. Giriş gerilimine göre sayısal değerlerin değişimini gösteren grafiği çiziniz.
9. Saat frekansını değiştirerek örneklemenin etkisini inceleyiniz.
10. Sayısala çevrilen bilgiyi paralel port üzerimden PC ortamına aktarıp çiziniz.
Şekil 4. A/D çevirici deneyi bağlantı şeması.
Değerlendirme Soruları:
1. Devrenin teorik ve pratik çözünürlüğü nedir? Yani en az kaç voltu algılayabilir?
2. ADC 0809’un çevrimini tamamlayabilmesi için kaç saat periyoduna ihtiyaç duyar?
3. Bu devre ile sayısala çevrilecek analog işaretin maksimum frekansı nedir? Ya da sayısala çevrim için analog işaret girişte en az kaç saniye mevcut olmalıdır?
ADC0808 Analog Sayısal Çevirici
DAC 0808 / MC1408 Sayısal Analog Çevirici Blok Diagramı
MC1747 Dual Op-Amp.
MC 1747
1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
Inv Input Non Inv
Input Offset
Adj A VEE Offset
Adj B Non Inv
Input Inv Input
Offset Adj A VCC A
Output A
Output B N.C.
Offset Adj B
VCC B
- +- +
Current Switches
Bias Ci rcuit
5 6 7 8 9 10 11 12
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8
R 2R Ladder
Referance Current Amplifier Range
Control
14 15
13 16 2 1 4
MSB LSB
GND IO
Compen VEE 3
NPN Current Source Pair
VCC
