(ЦАП) - устройство, осуществляющее преобразование цифрового сигнала в аналоговый. На вход ЦАП поступает двоичный n -разрядный цифровой сигнал. Этот сигнал управляет n электронными ключами, посредством которых к некоторой общей точке схемы подключаются n источников тока. Величина тока каждого источника равна J₀2ⁱ, где i(0,1,.., n -1) - номер источника тока, а J₀ - величина тока, соответствующая единице младшего разряда.

Если указанному цифровому сигналу поставить в соответствие двоичное число b_n-1b_n-2 ... b₂b₁b₀, то процедура преобразования, осуществляемая ЦАП, эквивалентна преобразованию двоичного числа в десятичное по известной формуле:

b_n-1b_n-2 ... b₂b₁b₀=b_n-12^n-1+b_n-22^n-2+...b₂2²+b₁2¹+b₀2⁰=N₁₀                   (10)

Здесь b_i - цифра в разряде числа с номером i, которая может принимать значения ноль или единицу (b_i = 0,1). Например, перевод числа 11012 в десятичную систему, в соответствии с(10), будет выглядеть так:

11012 =1∙2³ +1∙2² +0∙2¹+1∙2⁰ =8+4+0+1=1З.

Схема ЦАП (рис. 6) строится на основе суммирующего усилителя. Источники токов соответствующих разрядов выполняются с помощью эталонного источника напряжения U_эт с включенными нормирующими резисторами R_i. Напряжение на выходе ЦАП будет определяться выражением

,                                          (10а)

где переменные b_i описывают состояние ключей, а нормирующие резисторы имеют величины R_i= R_о.с/2ⁱ (i=0,..., n-1).

Погрешность преобразования ЦАП, как любого сумматора, определяется, главным образом, неточностью величин сопротивлений весовых резисторов и их зависимостью от температуры. Поэтому для снижения погрешности в схемах ЦАП используются эталонные резисторы с одинаковым температурным коэффициентом сопротивления.

Аналоговый интегратор

Аналоговый (активный) интегратор (рис. 7) - инвертирующая схема включения ОУ, в качестве элемента Z₂ которой включён конденсатор, а в качестве элемента Z₁ – резис­тор. Используя известную связь между напряжением на конденсаторе и током в цепи, из (5)-(7) получим соотношение:

.                    (11)

Схема выполняет операцию интегрирования аналогового сигнала с последующим умножением его на отрицательное число -1/(CR).

Следует напомнить, что формула (11) получена в приближении идеального ОУ. Для реального интегратора точность интегрирования зависит от соотношения между параметрами входного сигнала и временем релаксации цепи обратной связи τ= CR.

Аналоговый дифференциатор

Аналоговый (активный) дифференциатор (рис. 8) отличается от интегратора местами включения конденсатора и резистора в цепь обратной связи. Воспользовавшись, как и ранее, соотношениями (5) -(7), получим

.    (12)

Схема осуществляет операцию дифференцирования сигнала с последующим умножением его на отрицательное число -CR. Как и в случае интегратора, формула (12) описывает работу идеального дифференциатора. В реальном дифференциаторе существует ошибка преобразования, зависящая от соотношения между параметрами входного сигнала и временем релаксации цепи обратной связи τ= CR.