Примером простейшего цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) десятичного кода в аналоговую величину может служить шестидекадный магазин сопротивлений с ручным управлением. Цена единицы младшей декады 0.1 Ом. Выходной величиной этого ЦАП является сопротивление постоянному току, которое соответствует десятичному числу
,
где коэффициенты 
принимают значения от 0 до 9 и устанавливаются вручную путем переключения декад магазина. Диапазон изменения выходной величины (сопротивления) 0 ¸ 99999.9 Ом.
Современные ЦАП с управлением от ЭВМ (процессора) преобразуют в аналоговую величину (напряжение, силу тока, сопротивление, емкость и т.д.) двоичные числа. Упрощенная схема подобного преобразователя представлена на рис. 44. Напряжение на выходе этого ЦАП равно
В.
где 
- коэффициенты, принимающие значения 0 и 1. Эти коэффициенты реализуются включением и выключением ключей под управлением компьютера в соответствии с
программой -драйвером.
Для связи с компьютером применяется один из стандартных интерфейсов. Любой из интерфейсов представляет собой совокупность
- правил обмена информацией (протокол обмена),
- стандартов на параметры информационных и служебных сигналов,
- стандартов на конструкции соединительных устройств.
Конструктивно ЦАП может быть оформлен в виде одной микросхемы, которая в минимальном составе может содержать только цепочку сопротивлений, ключи и усилитель. Однако такой состав не дает возможности нормировать метрологические характеристики, а потому подобные микросхемы не могут выполнять функции средства измерений. Поэтому ЦАП, который может считаться средством измерений, должен содержать в своем составе помимо показанного на рис. 44, как минимум, следующие обязательные компоненты: источник стабильного рабочего тока 
и стабилизатор напряжения питания. Помимо этого в каждом ЦАП, предназначенном для совместной работы с компьютером (процессором) должно быть предусмотрено устройство интерфейсного сопряжения с компьютером и устройство гальванической развязки по цифровому входу/выходу, как это схематически показано на рис. 45.
Источниками погрешности ЦАП являются: неточность изготовления сопротивлений, нестабильность рабочего тока и нестабильность питания. Кроме того при переключениях ключей возникают переходные процессы. Поэтому требуется задержка на время затухания этих процессов между моментом подачи входного кода и моментом считывания значения выходного сигнала.
Метрологические характеристики ЦАП.
1. Количество разрядов.
2. Диапазон изменения выходного сигнала.
3. Характеристики основной погрешности.
4. Характеристики дополнительных погрешностей.
5. Цена единицы младшего разряда входного кода.
6. Время установления выходного сигнала при смене входного кода.
7. Выходное сопротивление.
Кроме перечисленных могут дополнительно нормироваться следующие характеристики.
8. Интегральная нелинейность - максимальное отклонение значений функции преобразования ЦАП от номинальной линейной функции, нормируется в %% от верхнего значения выходного сигнала.
9. Дифференциальная нелинейность - погрешность единицы младшего разряда входного кода, нормируется в %% от верхнего значения выходного сигнала.
В редких случаях для контроля работы ЦАП может быть предусмотрена индикация входных кодов. Для этой цели служат дешифратор и индикатор.
Применение ЦАП:
- при построении аналого - цифровых преобразователей,
- при построении калибраторов постоянного и переменного тока и напряжения, сопротивления, силы тока, емкости, индуктивности и др.,
- при построении систем регулирования и моделирования,
- в технике воспроизведения цифровой записи звука и видеоизображения.
Иногда ЦАП может применяться в качестве умножающего устройства для перемножения значения силы тока на входной код.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему