20 КОм ккКом кОм

1

0

10 кОм

Z₁

20 кОм

1

0

10 кОм

R_ос



Z₂

1

0

10 кОм

+

U_вых

Z₃

20кОм

.

ЦАП состоит из резисторной схемы и суммирующего усилителя. Схема обеспечивает учет весового множителя на двоичных входах, ее иногда называют схемой R – 2R или схемой лестничного типа. Преимущество состоит в том, что используются резисторы двух номиналов.

Аналого-цифровой преобразователь с динамической компенсацией

АЦП – это шифратор специального типа, преобразующий аналоговый сигнал на входе в двоичное слово определенной разрядности.

Как и в любом другом шифраторе необходимо определить ожидаемые значения входных сигналов.

Таблица истинности для АЦП

Строка	Аналог. вход	Двоичный выход
		Д	С	В	А
1	0	0	0	0	0
2	0,2	0	0	0	1
3	0,4	0	0	1	0
4	0,6	0	0	1	1
5	0,8	0	1	0	0
6	1,0	0	1	0	1
7	1,2	0	1	1	0
8	1,4	0	1	1	1
9	1,6	1	0	0	0
					
16	3,0	1	1	1	1

Структурная схема АЦП, реализующая связь входных и выходных величин, содержит компаратор, логический элемент И, двоично-десятичный счетчик (ДДС) и ЦАП.

К выходу АЦП приложено аналоговое напряжение. Компаратор «проверяет» величину напряжения, поступающего от АЦП. Если U_вх на входе «А» компаратора больше напряжения на входе «В», то с помощью схемы «И» разрешается прохождение тактовых (счетных) импульсов на вход двоично-десятичного счетчика. Счетчик подсчитывает эти импульсы, в результате счета увеличивается двоичное число на выходе. Счет продолжается, если U_вхА > U_вхВ. Если это условие не выполняется, т. е. напряжение обратной связи с выхода ЦАП превысит аналоговое входное напряжение, в этой точке компаратор останавливает счетчик, который сбросится в нулевое состояние, и счет начнется снова.

Предположим, что на выходе компаратора в точке Х действует уровень, меньший единицы. Двоично-десятичный счетчик находится в положении 0000 и к аналоговому входу приложено напряжение 0,55 В. Логическая единица открывает логический элемент «И», и первый импульс от тактового генератора появляется на синхронизирующем входе ДДС, который переходит в состояние 0001. Полученная двоичная комбинация появляется на индикаторе и на входе ЦАП.

Согласно таблице истинности двоичному числу 0001 соответствует сигнал 0,2 В на выходе. Это напряжение подается на вход «В» и сравнивается с аналоговым сигналом на входе «А» (0,55 и 0,2 В): U_А > U_В, поэтому компаратор продолжает вырабатывать сигнал логической «1», который удерживает элемент «И» в открытом состоянии. На вход счетчика поступает следующий счетный импульс, и на выходе получим комбинацию 0010, что соответствует выходному напряжению ЦАП 0,4 В. Счет продолжается пока на выходе не будет 0,6 В, что соответствует двоичной комбинации 0011. Поскольку 0,6 > 0,5 В и компаратор вырабатывает логический «0», запирая элемент «И», ни один счетный импульс не может достичь счетчика.

Данный АЦП называется АЦП с динамической компенсацией, что отражает наличие в схеме линейно-нарастающего напряжения.