- •?. Ттлш (транзистор Шотки)
- •5. Дешифраторы.
- •6. Мультиплексор
- •8. Сумматоры
- •10. Цифорвые компараторы.
- •14. Д и т триггеры
- •15. Счётчики
- •16. Реверсивные счетчики.
- •17. Разновидности регистров. Параллельные регистры.
- •18. Регистры сдвига.
- •20. Запоминающие устройства.
- •21. Струкруры зу.
- •23. Пзу и ппзу
- •24. Flash память
- •25. Озу типа fram
- •26. Плис.
- •28. Программируемая матричная логика
- •28. Базовый матричный кристалл
- •29. Программируемые коммутируемые матричные блоки
- •31 Плис на кристалле
- •32. Цап. Общие положения.
- •33. Цап с суммирование токов
- •35. Сегментированный цап.
- •36. Цифровые потенциометры. Цап прямого цифрового синтеза
- •37. Ацп. Общие положения. Параметры ацп. Погрешности ацп.
- •38.Параллельные ацп
- •39. Ацп поразрядного уравновешивания.
- •40. Конвеерные ацп
- •41. Дельта сигма ацп
37. Ацп. Общие положения. Параметры ацп. Погрешности ацп.
Аналого–цифровым преобразователем (АЦП) называют устройство, преобразующее входную аналоговую величину в соответствующий ей цифровой эквивалент – код, являющийся выходным сигналом преобразователя. АЦП обеспечивает как дискретизацию непрерывного сигнала по времени, так и его квантование по уровню.
В последнее время наибольшее распространение получил подход к классификации, основанный на том, как во времени развертывается процесс преобразования аналоговой величины в цифровую. В основе преобразования выборочных значений сигнала в цифровые эквиваленты лежат операции квантования и кодирования. Они могут осуществляться с помощью либо последовательной, либо параллельной, либо последовательно–параллельной процедуры приближения цифрового эквивалента к преобразуемой величине.
Исходя из этого целесообразно разделить методы построения АЦП на последовательные, параллельные и последовательно–параллельные.
Последовательные АЦП со ступенчатым пилообразным напряжением
Этот преобразователь является типичным примером построения АЦП с единичными приближениями (рис. 4.3) и состоит из компаратора, счетчика и ЦАП. На один вход компаратора поступает входной сигнал, а на другой – сигнал обратной связи с ЦАП.
Рис. 4.3
Работа преобразователя начинается с прихода импульса запуска, который включает накопительный счетчик. Процесс преобразования продолжается до тех пор, пока напряжения обратной связи сравняются с входными напряжениями и срабатывает компаратор, который своим выходным сигналом прекратит поступление счетных импульсов на счетчик и осуществит считывание с него выходного кода, представляющего цифровой эквивалент входного напряжения в момент окончания преобразования.
Время преобразование этого АЦП является переменным и зависит от амплитуды входного напряжения.
Статическая погрешность преобразования определяется суммарной статической погрешностью используемых ЦАП и компараторов, при этом надо иметь в виду, что частоту счетных импульсов необходимо выбирать с учетом завершения переходных процессов в них.
Интегрирующие АЦП
Интегрирующие аналого–цифровые преобразователи уступают по быстродействию преобразователям последовательного приближения. Вместе с тем они имеют и явные преимущества: минимальное число необходимых точных компонентов, высокую помехоустойчивость, отсутствие дифференциальной нелинейности, низкую стоимость. Эти свойства интегрирующих АЦП определили их широкое применение для построения измерительных приборов и систем невысокого быстродействия (от одного измерения до нескольких тысяч в секунду), для которых в качестве основных выступают требования высокой точности и нечувствительность к помехам.
Рис. 4.4
Интегрирующий АЦП, как правило, состоит из двух преобразователей: преобразователя напряжения или тока в частоту или длительность импульсов и преобразователя частоты или длительности в код.
38.Параллельные ацп
Метод параллельного преобразования позволяет строить быстродействующие, хотя и сложные в реализации АЦП. Преобразователи этого типа осуществляют одновременно квантование сигналов с помощью наборов компараторов, включенных параллельно источнику сигнала (рис. 4.5). Пороговые уровни компараторов установлены с помощью резистивного делителя в соответствии с используемой шкалой квантования. При подаче на такой компаратор исходного сигнала на выходах последнего будет иметь место проквантованный сигнал, представленный в унитарном коде. Для преобразования этого кода в двоичный используются логические схемы, называемые обычно кодирующей логикой.
Динамические погрешности при работе без устройства выборки и хранения определяются в первом приближении временем преобразования входного сигнала в унитарный код. Частота преобразования такого АЦП 100 – 200 МГц.
Отечественная промышленность выпускает интегральные АЦП параллельного преобразования серии К1107.
Рис. 4.5
Последовательно–параллельные АЦП
Этот класс преобразователей (рис. 4.6.) позволяет в значительной мере уменьшить объем параллельных преобразователей и увеличить быстродействие последовательных. В приведенном примере 6–разрядного АЦП этого типа два 3–разрядных параллельных АЦП. Первый из них вырабатывает три старших разряда выходного кода. Эти же три разряда поступают на вход 3 – разрядного ЦАП.
Рис. 4.6.
Выходной сигнал последнего подается на один вход устройства вычитания, на другой его вход подается входной сигнал. Разность сигналов с устройства вычитания поступает на второй 3–разрядный АЦП, вырабатывающий три младших разряда 6–разрядного выходного кода.
Статическая погрешность АЦП такого типа может достигать значения, соответствующего разрешающей способности 8 – 12–разрядных АЦП, частота преобразования 10 – 20 МГц.