загрузка...
загрузка...
На головну

Аналого-цифрові перетворювачі

Аналого-цифрові перетворювачі (АЦП) - це пристрої, призначені для перетворення аналогових сигналів в цифрові. Для такого перетворення необхідно здійснити квантування аналогового сигналу, т. Е. Миттєві значення аналогового сигналу обмежити певними рівнями, званими рівнями квантування. Характеристика ідеального квантування має вигляд, наведений на рис. 18.8.

Мал. 18.8. Квантування аналогового сигналу

Квантування є округлення аналогової величини до найближчого рівня квантування, т. Е. Максимальна похибка квантування дорівнює ± 0,5h (h - крок квантування).

До основних характеристик АЦП відносять число розрядів, час перетворення, нелінійність і ін. Число розрядів - кількість розрядів коду, пов'язаного з аналогової величиною, яке може виробляти АЦП. Роздільна здатність - величина, зворотна максимальному числу кодових комбінацій на виході АЦП. Так, 10-розрядний АЦП має роздільну здатність (210= 1024)-1, Т. Е. При шкалою АЦП, яке відповідає 10 В, Абсолютне значення кроку квантування не перевищує 10 мВ. час перетворення tпр - Інтервал часу від моменту заданого зміни сигналу на вході АЦП до появи на його виході відповідного стійкого коду.

Характерними методами перетворення є такі: паралельного перетворення аналогової величини і послідовного перетворення.

Розглянемо АЦП з паралельним перетворенням вхідного аналогового сигналу (рис. 18.9). За паралельним методом вхідна напруга одночасно порівнюють з n опорними напруженнями і визначають, між якими двома опорними напруженнями воно лежить. При цьому результат отримують швидко, але схема виявляється досить складною. Наприклад, якщо Uвх> 3 / 2U, Але менше 5 / 2U, То на виході двох нижніх ОУ з'являється напруга +Епіт, Що призводить до появи на виходах кодує перетворювача (КП) коду 010.

Розглянемо конкретний варіант АЦП з послідовним перетворенням вхідного сигналу (послідовного рахунки), який називають АЦП із стежить зв'язком (рис. 18.10). У АЦП розглянутого типу використовується ЦАП і реверсивний лічильник, сигнал якого забезпечує зміна напруги на виході ЦАП.

Мал. 18.9. АЦП з паралельним перетворенням

Налаштування схеми така, що забезпечується приблизна рівність напруг на вході Uвх і на виході ЦАП - U. Якщо вхідна напруга Uвх більше напруги U на виході ЦАП, то лічильник переводиться в режим прямого відліку і код на його виході збільшується, забезпечуючи збільшення напруги на виході ЦАП. У момент рівності Uвх и U рахунок припиняється і з виходу реверсивного лічильника знімається код, відповідний вхідному напрузі.

Мал. 18.10. АЦП з послідовним перетворення вхідного сигналу

Метод послідовного перетворення реалізується і в АЦП час-імпульсного перетворення (АЦП з генератором лінійно змінюється напруги - ГЛИН) (рис. 18.11).

Мал. 18.11. Послідовне АЦП з часом-імпульсним перетворенням

Принцип дії даного АЦП заснований на підрахунку числа імпульсів в відрізку часу, протягом якого лінійно змінюється напруга (Лін), збільшуючись від нульового значення, досягає рівня вхідної напруги Uвх. Використовуються такі позначення: СС - схема порівняння; ГІ - генератор імпульсів; Кл - електронний ключ; Рах - лічильник імпульсів. Зазначений на тимчасовій діаграмі момент часу t1 відповідає початку вимірювання вхідного напруги, а момент часу t2 - Рівності вхідної напруги і поточного напруги ГЛИН. Похибка вимірювання визначається кроком квантування часу. Ключ Кл підключає до лічильника генератор імпульсів від моменту початку вимірювання до моменту рівності Uвх и UГЛИН. через Uрах позначено напруга на вході лічильника. Код на виході лічильника пропорційний вхідній напрузі. Одним з недоліків цієї схеми є невисока швидкодія.

Найбільш поширеними є АЦП серій мікросхем 572, 1107, 1 138 і ін. (Табл. 18.2).

Таблиця 18.2

З таблиці видно, що найкращим швидкодією володіє АЦП паралельного перетворення, а найгіршими - АЦП послідовного перетворення.

цифроаналогові перетворювачі «-- попередня | наступна --» ГЕНЕРАТОРИ ІМПУЛЬСНИХ СИГНАЛОВ
загрузка...
© om.net.ua