Преобразование Цифра-Аналог

1.3.2 Преобразование цифра-аналог и восстановление континуального сигнала

Обратное преобразование сигнала из цифровой в континуальную форму производится с помощью двух устройств: ЦАП и синтезирующего фильтра.

В ЦАП имеется набор источников фиксированных напряжений, соответствующих каждому из r разрядов, и устройство для синхронного подключения (или отключения) этих напряжений к сумматору в зависимости от поступающих из АЦП символов (имеется в виду схема на рис. 1.11, а). Напряжение на выходе ЦАП максимальное, когда со всех элементов поступают единицы. Пусть, например, число разрядов r=4 и, следовательно, число дискретных уровней L=24=16, а максимальное напряжение сигнала условно равно 1 В. Тогда цена самого младшего разряда 1/16 В, следующего за ним 1/8 В, затем 1/4 и 1/2 В. При кодовом слове, поступающем от АЦП в виде 0,1111, напряжение на выходе ЦАП будет 1/2+1/4+1/8+1/1=15/16 В (максимальное значение), а при слове 0,0001 1/16 (минимальное значение). Кодовому слову 0,0010 соответствует напряжение 2/16 В, слову

0,1000 1/2 В и т. д.

Рис. 1.14. Выборки в виде прямоугольных импульсов

Рис 1.15. Тактовый импульс

Указанные напряжения поддерживаются на выходе ЦАП в течение времени τ0 <T, а иногда вплоть до поступления новой кодовой группы (τ0=Т). В результате при фильтрации сигнала s(t) на выходе ЦАП появляется напряжение в виде импульсной последовательности, представленной на рис. 1.14 (при τ0 < Т). Амплитуды прямоугольных импульсов равны соответствующим отсчетам, поступающим (в закодированном виде) от АЦП.

Спектр такой последовательности имеет сложную структуру. Фильтр на выходе ЦАП с полосой пропускания, меньшей или равной частоте f1/2 (где f1=1/Т - частота повторения импульсов), выделяет основной частотный интервал, в котором содержится вся информация о сигнале s (t) (спектр которого должен быть не шире fm=f1/2). На этом и заканчивается процедура восстановления континуальной формы профильтрованного сигнала. Следует, однако, иметь в виду, что спектр последовательности «толстых» импульсов, показанных на рис. 1.14, может существенно отличаться от спектра для тонких импульсов (теоретически δ-функция).