Ацп

ацп.

Аналого-цифровой преобразователь обеспечивает переход от информации в аналоговой форме и информации в цифровой форме.

АЦП осуществляет преобразование напряжения в код, причем в течение времени преобразования входное напряжение должно оставаться неизменным.

Принцип работы АЦП, состав и структура зависят от метода преобразования. По алгоритму преобразования АЦП подразделяют на:

1. АЦП параллельного действия;

2. АЦП последовательного счета;

3. АЦП поразрядного кодирования (последовательного двоичного приближения).

1. АЦП параллельного действия.

Принцип преобразования заключается в одновременном сравнении входного сигнала с  эталонами (n-разрядов). Данные  эталонных напряжений формируют с помощью резистивного делителя. Каждое опорное напряжение подается вместе с  на соответствующий компаратор. Срабатывают только те компараторы, у которых .

Рекомендуемые материалы

- Регистр для сохранения результатов преобразования с выходных компараторов.

- Шифратор преобразует  разрядов в n-мерный код.  сотен.

Достоинство:- высокое быстродействие;

Недостаток:- большие аппаратные затраты.

2. АЦП последовательного счета.

2.1. АЦП последовательного счета с двухтактным интегрированием. Осуществляется промежуточное преобразование входного напряжения в интервал времени.

При пуске  через переключатель П поступает на вход ИНТ. Напряжение  сравнивается с

 в К, при их равенстве (момент ) на схему управления СУ поступает импульс разрешения счета. СУ сбрасывает в ноль СЧ и пропускает импульсы с ГТИ. СЧ начинает считать импульсы  и в момент обнуления () он подает на СУ импульс, по которому срабатывает переключатель П и на вход ИНТ поступает  (противоположное по знаку ) и напряжение на выходе ИНТ начинает уменьшаться, а счетчик, обнулившись в момент , продолжает счет. Как только  достигнет , К выдает импульс в СУ, в результате чего СЧ прекратит счет и в нем будет записан код N. Следует учесть, что , .

, где -период тактовой частоты, за интервал  на счетчик поступает - импульсов (т.е. он за этот интервал обнуляется).

Таким образом, N пропорционален .
Достоинства:

- исключается ошибка срабатывания К;

- компенсируются ошибки интегрирования.

Недостатки:

- невысокое быстродействие из-за процессов интегрирования.

2.2. АЦП последовательного счета.

Преобразование состоит в сравнении входного напряжения  с последовательно нарастающим эталонным напряжением (t), которое формируется с помощью ЦАП и счетчика СЧ, последовательно изменяющего свое состояние от 0 до N (код N преобразуется ЦАП в напряжение, равное ).

СУ пропускает импульсы с ГТИ на вход СЧ пока (t). В момент времени, когда (t) СУ прекращает пропускать счетные импульсы и счетчик переходит в режим хранения кода N.

Достоинства и недостатки те же, что и в предыдущем АЦП.

, .

2.3. АЦП последовательного поразрядного кодирования двоичного приближения.

Метод состоит в формировании цифровым способом эталонного напряжения  путем последовательного его приближения к .

На каждом такте возможны два перехода, изменяющие состояние регистра памяти. Если  ( формируется ЦАП из кода), то производится установка текущего разряда в 1, при сохранении всех старших разрядов, следующий младший разряд устанавливается в 1. Переход 1.

Если , то текущий разряд сбрасывается в ноль, старшие разряды сохраняются, а следующий младший устанавливается в 1. Переход 2.

Через n тактов (n-число разрядов кода N)  будет приближено к , т.е. .

Преимущество: малое время преобразования, , т.е. не зависит от .

Рекомендуем посмотреть лекцию "6 Местное обезболивание".

Основные параметры АЦП:

- число разрядов выходного кода, n;

- разрешающая способность определяется минимальным входным напряжением, соответствующим изменению выходного кода на единицу младшего разряда. (Характеризует коры чувствительности);

- нелинейность, ;

- абсолютная погрешность преобразования, ;

- время преобразования  - интервал от момента заданного изменения входного напряжения до появления на выходе установившегося кода.