مدار نردبانی (Ladder Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار نردبانی (Ladder Circuit) :
مدار نردبانی (Ladder Circuit) به نوع خاصی از شبکه های مقاومتی گفته می شود که به دلیل شکل ظاهری آن در شماتیک (شبیه نردبان) به این نام معروف است. معروف ترین و پرکاربردترین نوع آن، شبکه مقاومتی R-2R است که به طور گسترده در مبدل های دیجیتال به آنالوگ (DAC) استفاده می شود. همچنین در برخی فیلترها و مدارهای پردازش سیگنال نیز کاربرد دارد.
شبکه R-2R: این شبکه از مقاومت هایی با دو مقدار R و 2R تشکیل شده است که به صورت یک ساختار نردبانی تکرارشونده بسته می شوند. این شبکه دارای یک ویژگی بسیار مهم است: امپدانس ورودی از هر گره (node) به سمت راست برابر 2R است. این خاصیت باعث می شود که با اعمال ولتاژهای مرجع به گره های مختلف (که هر کدام نماینده یک بیت دیجیتال هستند)، جریان متناظر با هر بیت به صورت وزنی (وزن باینری) در شاخه اصلی جمع شده و یک جریان خروجی متناسب با مقدار دیجیتال ورودی ایجاد کند. به این ترتیب، یک مبدل DAC ساده و دقیق ساخته می شود.
عملکرد به عنوان DAC: در یک شبکه R-2R، به ازای هر بیت (از بیت کم ارزش LSB تا بیت پرارزش MSB)، یک کلید وجود دارد که می تواند آن گره را به ولتاژ مرجع
\[ V_{ref} \](برای منطق ۱) یا به زمین (برای منطق ۰) وصل کند. جریان خروجی (یا ولتاژ خروجی با اضافه کردن یک آپ امپ) برابر است با:
\[ V_{out} = V_{ref} \times \left( \frac{D_0}{2^N} + \frac{D_1}{2^{N-1}} + ... + \frac{D_{N-1}}{2^1} \right) \]که در آن
\[ D_i \]مقادیر ۰ یا ۱ بیت ها هستند.
مزایا:
⭐ سادگی و دقت بالا.
⭐ فقط از دو مقدار مقاومت (R و 2R) استفاده می کند که ساخت آن در آی سی آسان است.
⭐ سرعت نسبتا خوب.
⭐ وابستگی کمتر به دقت مطلق مقاومت ها و بیشتر به نسبت آن ها.
کاربردها:
⭐ مبدل های دیجیتال به آنالوگ (DAC) با دقت متوسط و بالا.
⭐ مدارهای کنترل بهره (Programmable Gain Amplifiers).
⭐ مدارهای ضرب کننده آنالوگ ساده.
