Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 169
Текст из файла (страница 169)
чтобы привести в дейагвнс счетчик. на который подаютс„ тактовые импульсы фиксированной часта гы Окончательное состояние счетчика бу дет пропорциональна входному уровню; т.е. эта и есть цифровой выход. С помощью двухстадийного интегрирования можно даби гься очень хорошей точности, не предъявляя слишком жест. ких требований к стабильности компонен. тов. В частности.
стабильность емкости конденсатора может быль не высокой, поскольку циклы заряда и разряда происходят со скоростью, обратно прапор. циональной емкости Более тога, ошибки дрейфа и смешения компаратора компен сируются благодаря тому, чта каждый цикл преобразования начинается и заканчивается на одном и том же напряжении, а в некоторых случаях и с одинаковым наклоном. В самых точных преобразователях циклу преобразования предшесз- '~,г вует цикл «автокоррекции нуля». в течение которого на вход преобразователя подается нулевои сигнал Поскольку иа тгой фазе используется тот же интегратор н компаратор.
вьнитание выходного лечения «ошибки при нулем из результата последуюше~о измерения позволяет коМ- пенсиравать ошибки. связанные с измерениями вблизи нуля Однако прн этом ве ",:,"'-";;", провсхолнг коррекция ошибок по всей шкн ~е Заметьте, чта в двухстадийном преабразованни не предъявляются жесткие треаавання!лаже к аетате вахтовых импуль сав, 1ак как фиксированный интервал еремеям на первой фазе измерении фармиру" ется нз тех же -.ак:, оных нмпу льсав. като" рьн. нс1за Гьзгются „- зн 1е;.а в прямом направлешщ Если частота так~оных импульсов уменьшится на 10л, ~а начаньпыи наклон б)де~ на 10'л выше иар мальна1с а время спада на 10":, ,выра.
стет. 1аь как измерение осугцествзяется га закзовыы меткам а нх час; а1а связи" тась на 10", па сравненшо с нормальнаи. окончательное состояние счетчика будет тем же самым: В двз хстаднйном преабра теле с ав1окоррекциеи нуля жесткие ования к стабильности предъявляют'йн только к току разряда Г!рецизионные ~~анониме источники тока и напряжения )Здучить довольно просто. причем в этом е преобразователя масштабный каэфустанавливается регулируемым онным током. З При выборе компонентов для двухста ого преобразования ориентируитесь "' 'высококачественный конденсатор с миной остаточной поляризацией динка (эффект «памяти»; см.
модель рис. 4.42)-полипропиленовые. полиные или тефлоновые конденсаторы ;-'Этом отношении лучше. Хотя эти консаторы и не являются поляризованныИх внешнюю фольгу следует подклю к низкоимпеданснои точке (выход ационного усилителя интегратора) минимизации ошибок величины А 'С выбирайте таким образом, чтобы " ользовать весь аналоговый диапазон тора. На высокой частоте тактоимпульсов разрешающая способность ется, однако при сильном увеличе'частоты период тактовых импульсов т стать короче времени отклика комтора.
:.При использовании прецизионного стадийного преобразователя (как. чем, и любага препизианнога преаб'' вателя) важно исключить цифровые ехн на пути прохождения аналоговых ов. Преобразователи обычно снабтся для этих целей раздельнымн вы,'Цамн «аналоговой земли» и «цифровой ». Во многих случаях на цифровых одах полезна поставить буферы (ока. октальньФ формиравазель '244 с состояниями, работшашнй та.щка с штывании выхода) лля та1 ~ . чтобы тъ преобразователь о~ цифровых ов микропроцессорной гцнньг (см.
дующую главу) В крайнем случае, для о чтобы «отгородиться» ат помех очень язвой» шины. можно нспальзова1ь краны. Постараитесь обеспечизь соагующую развязку по питанию на ИС образователе Постарайтесь не вна помех в конечной критическая точке егрирования. где линейное изменение достигает точки переключения компаратора некоторые преобразователи, например,допускаю~ проверку конца преобразования путем считывания выходного слова; не гюльзуйтесь этим! Лучше используите отдельную соответствующим образом изолированную линию ЗАНЯТО.
Двухстадийное интегрирование находит широкое применение в цифровых универсальных измерительных приборах, а также в преобразовательных модулях с разрешающей способностью от 10 до 18 разрядов. Там, где не требуется высокое быстродействие, этот способ обеспечивает хорошую точность и высокую стабильность при низкой стоимости и обладает превосхолной помехоустойчивостью к сетевым (и другим) помехам. Используя модуль на основе двухстадийного интегрирования. вы получаете наивысшую точность при заданных затрат ах. При увеличении входного сигнала коды цифрового выхода возрастают строго монотонно. Дельта-сигма-преобразователи. Сущесгвует несколько методов А,'Ц-преобразования, в основе которых лежит принцип неитрализацни входного тока (среднего) сигнала с помощью перекзпочаемого внутреннего источника така или заряда.
На рис. 9.57 показана функциональная схема дельза-сигма-преобразователя. Вхалнае напряжение поступает на интегратор. выходной сиги щ которого сравнивается с любым фиксированным напряжением. например нулем. В зависимости ат выходного сигнала компаратара импуль. сы 1ока фиксированной длительности (зз е с фиксированным прирасюм заряла) подключаются прн кажлом изменении 1ак~авых нмпульсон либо к суммируюгцему входу лнба к земле, чга позволяет поддерживать не левой суэцкий з ок на суммирукгщем входе. 01а . пргшцнп уравновсп|ивання Счетчик атстеживае~ число импульсов подключения к суммирую1цему входу в пределах некатарога заланно- 1 а числа тактовых импзльсав.
допустим. 4096 Полученное числа буде~ прапорпиана льна срелнему входному уровню за 4096 такз овых импульсов. т. е эта и будет выходным кадом. В дельта-сигма-преобразователях маж- Сопрахссиис сифроаых и анадогоанх сигиалоа 657 Ъ56 Гзааа 9 ГГЙЮь асма Граьс "шикан дь СГСГ ЬЬ зск Рн. 9 ЬК Преелразсаазедь ааасяж'иия ь засзсзг с грааисьешиааиием заряды. Рьг;СГССЬМ СМЬГЬ Ри' 9 5' Дьдь но использовать также импульсы тока. сформированные с помоГцью резистора и стабильного эталонноГ-о напряжения, поскольку суммируюшая гочка находится фактически на уровне погенциала земли В этом случае необходима.
чтобы сопротивление замкньтого кгпоча было меньше последовательного резистора и егь Озкло. пения не вызывати дрейфа. АЦП с коммутируемым конденсатором. С методом выравнивания заряда тесно связаьг метод ис распредс.гением заряда, накопленного на конленсагорсь нсн А ГЦ- преобразования с ькоммугнр.смым коньевсато(Гом к В ззсГМ методе с ггомошыо пернолически понг оряюшег оса заря за коцленсагора Оз стабильного гзГГГлоннОГО напряжения шжластся заряд опресгслсн- БОБ Вс.Гичины,,аГсм п(зОБсхолиз (.Вз(зя:Г Ба суммнруюгп)ю со гку Как Б ранее, к ВыхОгьу ивгсГ Грато(за БГззьГГючси кОмгга- ГГВ:Г*(з КОГО(зый уггравэяст чиГ-ГГ:ГОБ псрс ключеция конленса, Ора Зз о мего. ОбГадае' опрслс Гсннымн прсз мГнцествамн л гя схем с питанием ос ОлБОГ о Бото шика Напряжения.
Босколькз лсйсгвьюшьго Г:огярность .:.арала. ГгьзрсгльваеьГОГ ь: Гп коньенсагора к суммируюшсй точке. Можно изменить Г помошью к почел ва полевых транзнс Г орах. Соединенных соотвсз ствунь шнм образом ( с:Г. тем коммьталип Обеи~ обюгалок конленсаз.ора) Примером преобразователя. основанного на этом методе. являсгся прсобразо.
вагсль ньгпряжения в часто.Гу 1 М351, характерная особенность которого состоит в том. что он работает от одного нег очнн- .",„8 ка -, 5 В Мы рассказывали о сГго примеяенин в качесгве генератора. управляемого напряжением. в разл. 5.14 Замечания Во поводу интегрнруюшвх АЦП. Как Б в Л 'Ц-преобразователях на основе лвухсталийного интегрирования, во всех преобразователях с уравновсшнвакием заряла пронсхолит усреднение входного сигнала Ба фиксированных нп.гсрваГах вр.:енн,, поэтомь Бх можно сделать Бечь вствите зьными к се.евым помехам Ба Основной час Готе 60 Гц Б ее Гармониках (с(СГГГГгьг уравновешивания заряла харакернзьГотся в основном точнолыо Б нигв кои сгонмо гью Гшш их реьлнзаплв не Бужгю ндпрнмер очесы хорсзглсГ О коьшарагора,', Б сбеспечявагоГ стршо моиотоннъги выхо Г Вместе с тем го сравнеБию послегговььзелььгьгьг приближением Геня довольно мед генны Преобразова гель АО(190 обе и чивасз раз(зеглаьогдьюз спо.
соб. 18 ра р . В пр Време лреобра сования 66 мс. стонт он око.ю 100.юлл Лсш равнения 16-ра Градный Орсобраэо вате о, с послссговатс гьггьгьг грибГГБжс" пнем АП Г6 нме"; в(зсмя греоь (Газованяя Г' мкс Б СГоиГ !20 доэ,Г В ОГличие' ог ухстадииного ин.гегрировання в методельта-сигма-преобра:ювания и с комруемым конденсатором нспользуюг";гкомпараторы низкой точности подчаемые к ингеграторам, однако эпг " ' Годы требуют точных схем «оммута.зарялов.
В то же время лвухстадийметоды используют компараторы с кой воспроизводимост ью характернк, но не прелъявляют высоких требова к ключам, ло краиней мере в отношескоросгн Б Бнжекцни заряла Продал. -наше сравнение реальных приборов. м. что многостадийныи 22-разрялпреобразователь А()1195К обладает ' менем преобразования 50 мс в стоне долл (разд 9.22). - Одной и-з интересных особенпостей лю , ' о способа интегрирования (одно- и стадийное интегрирование и уравно.
ванне заряда). о которой следует помь, являсгся то. что интегратор можег ь вхол как БО току. гак Б по Бшгряжсю с последовательно включеннъгьг резн1зом Лсисгввгсльно, нскоторыс прсоб. ователп Бмеюг лва Вхоллых вывода. и — негюсрелсгвешю подключенный к мируюшей з очке для связи с устроисз м. БреГМГавляюшнм собой источник.ГОПри использовании гокового входа 'пряжсние слвнга интегратора становитБесушесГвенным. в то время как вход ьп НаПРЯжЕББЮ (С ВБУГРЕНББМ ПОСЛЕЛОВВ- ным резистором) операционного ьси еля Бпгся ритора дает ошибку, раввунз наряжению сленга по входГО Поэтому токовый вход удобен лля получения широког о динамического диапазона.
особенно если АЦП используется вместе с устройГжвом. имсюшим какой-нибудь токовый выхол. например фогоьмножители и фотодиолы. Остерег айтесь таких образчиков ГГПопаэся(ьь. как. точность АЦП может быть залана шГВ токового входа. хотя преобразователь имеет Б токовый вход и вход по Напряжению; Бе рассчитывайте на хорошие параметры прн малых сигналах, копга вы используете закон преобразователь по вхоль напряжения СлелуеГ отметигь. что все методы уравновешивания заряда включанп в себя точный преобразователь напряжения в частог у и могу. Г использоваться в качестве таковых, если требусгся частотный выход (рис. 9.58). 9.22. Некоторые необычные АЦП Б ЦАП ( Юиг КРатъо УДГЬМЯБ)З Ь О *ГЕ ГЫРЕХ ПОСЛЕЛБнх разработках фирмы АГМ1оь ГПсьзссь.
прьзванномГ знлера в Об. Гасги преобразовать Гьных Н(' и молулен Комбинированный ЦАП,АЦП АХ)7569. В монолитной НО АЦ7569 Ба Одном кристалчс объединены 8-разрядные Аь1П Б ЦА11 со схемой выборки и храненяя, внуГ- (гениям тактоВым Гене(ГВГОрОм Б ГБ-.ГОЧББ- ком опорногю Напряжения (рис 9 59) АЦП с послеловаге.;ьным приближением Ооз Шее Га.гяед ПрСОбраЗОВВБГШ За ' МКС. Сопряжение ннфроных н аналоговых снгнклан 659 658 ! лава 9 4 СОНЕ СМР 5 ке5ет б ббтнубттн 7 ке лелключ 8 «58 9 Ыб ОНР Энергенеззв память ГКНХР 554ЫГК Внутр нетпчнн а н буферы КЕГ ОШ КЕГ1Н !!. ! О5ЕККЕГОГЛ А Р1175 К Ммкрс кпмпьют ! и Ыб СНР н РВО ЯГ5ЕТ Ъякезнпн КЫОП- кркеталл кентрплле н еуфер ляпал, еыяпае 5!ОКАЬКТК -158 ЛКА !КН! АКА !К ЬО *;;: вактнкбнл .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
