Уч. пособие - Аналого-цифровые преобразователи сигналов - Бруханский А.В. (774519)
Текст из файла
принципиально можно дискретнзнровать сигналы, нмегощне ширину спектра порядка 20 МГц. Таким образом, дискретизааи с помощью самого АЦП прижат ' . расхвкцеинв требований межцу быстродействием АЦП и периодом Это расхощнение достигает 2...3 порядков и сильно усложняет н удорожает процесс гак кйк двлВ для сравнительно узкополосных сигналов требует весьма быстродействукяких АЦП, Для достаточно широкого класса быстро изменаощихся сигналов зту проблему решают с'помощьюустройзм амбарном-хражкив, имеющих малое апертурное время. Ркс.
2, Хяьсск4ккаиия АЦП В настоящее время ЙзвФтно большое чксло методов преобразования кйпрвкекке-код. Этк методы сушествекко отлкчЯОтся друг от друга потенциальной точностью, скоростью преобразования к сло)ккостьзО аппаратной реализации. На рис. 2 нредставкена классификаций АЦП по методам преобразования. В Оскову классификации АЦП положен признак, указывающий на то, кйк во времени разворачивается процесс преобразований аналоговой величины в цнфровунк 8 Основе преобразования выборочных значений скгкалй в цифровые эквиваленты лежат операции кзантовйнкя н кодирования, Онн могут осуществлятъся с помощью либо последовательной, либо параллельной, либо последовательно-параллельной процедур ПРКблнжЕКкЯ ЦнфРОВОГО ЗКВНВйЛЕНта К ПРЕОб~Ой ВЕЛИЧИНЕ.
1 Параллельные АЦП АЦП этом типа осуществлаог квантование сигнала одновременно с помощьв набора компараторов, включенных параллельно источнику входного снгнйлй. Яй рнс. 3 показана реаязшцнк параллельного метода А14- преобрйзовйккя для 3-разрядного числа, С помощью трех двОкчных разрядов можно представить восемь различных чисел, включая куль. Необходимо, слеловйтеяько, семь компйрйторов.
Семь соответс~~ощкх зквкднсгйктных опорных напряженки обрйзуклся с помощью резкстквкого делителя. Если пркложеккое входное напряжение не выходит за пределы диапазона от ~4Ь, до '1зЬ, где Ь Ц ~7 - квант входного кйпрекеккя, состветствукиций единице младшего разряда АЦП, то компараторы с 1-го по З-й устанавливаются в состояние 1, а компараторы с 4-го по 7-й «в сосенке О. Преобразование зтой группы кодов э трехзначное двоичное число выполнйет логическое устройство, называемое приоритетным шифратором„ диаграмма состояний которого приведена в таблЛ. Ж~.' 4и г. Подключение приоритетного шифратора мепосрФЫтвекно к'выходу АЦП м(виет Щ)ивести и Ошибочному результату прн считывании выходногО колй Раес~иркм, например переход От трех к четырем„или в двоичном коле от 011 к 100. Если старший разряд вследствие Меныиего времени задержки изменит свое состояние раньше других разрядов, то временно иа выходе возникнет числе 111, т.е.
семь, Величина ошибки в этом случае составит половику измеряемого диапазона. Ю СЭ Ю 4Р $мв$ап$$ П$'.В Ф св .ЭЕПИ~Ы~ЮИЮ ПвсЭЖЭЮП !! ' !1 ' ° В ° Ф ° ' ° ° 1 ° Ф ° ' !. ° ° 1 В а Ф Ф а а . ° с Э !! $ . $ . В Ф в: ! !.. !а! °, ! В ° ° $ ВК а ° ° В .,! В Э ° вс!'! .. : в . ., а а в а' э ° ' в! Фв 1 ! . ° $ $:; а .;к ° ° 4 Ф 1, Мв Ф Ф $ ° !. В.: 11. !Э!! в ! . 1 ° ! 1 1 ° Ф . Ф ° ° ЭФ $ '1: ! . ° В».Э ° Э" 1<1:Ф Э 1! ° ° ° с~ в ° в! ! ° сас;в.! В ° Э! ~ ° .' !'1' ° ° ° ' а'В °: В,; В'.
° 1 ° ° ° 1 ..В ° с ° . 1, ! °, в ° °: !! !с ! ° Э 1 ° !а: ° с: - ° ° с! ° ° ° °;, ' ° 1 ° '1 ' ° ° ° ° ° !!! !11: В ° Фв! ' ': 1, ° ° !! ° ° Ф ° 1 Ф Ф - ° ' 1 1.1'; В а Э 1 ! ' ° с! а 1 ~! '- , с ° с' ° ' а ° ! ° $ ' ° ° с1 ° в ° ° . ' ° ° ° * ' ! 1 ! вс ! в В ° св, ° ° ! ' $1 Ф ° 1 ' $ °,$$ Ф к!. ° 1., в ! Ф :в, $,$ \с: а ° ", ° с в! в ° ЭВ В.. 1 !! ° Э $ ! Э ° °,, Ф ' ' °; 1 в, в ' ° в 1. !.. !! ° Ф !а ° В 1 ° ! В, ° в ° ° 1 ° ' Фв! $СВ' Э В!Фа Ф, ВС ° ": $11' 1: ° '.
1' 11 с ° $$ В В ° ! В ° $ в! ' ° ° Ф В . °:. ! .Е 1' Ф ° ° $ ! ! 1 с ° $ °, В' ! . Ф* °, ФВ! 1 ° $' . э ° а в а в в '$ - Ф ° 1'! э. ' 1'$$1 ° в: ° 1. ! с!! ° 1 ° а '- ° ° са Последовательно-параллельные АЦП Последовательно-параллельные АЦП являются компромиссом между стремлением получить высокое бы ейсгвие н желанием сделать зто по возможности меньшей пеной.
Последовательно-параллельные АЦП занимают промежуточное положение по разрешающей способности н бысгродейсгвкю между параллельнымн А~4П н АЦП последовательного приближения, Последовательно-параллельные АЦП подразделяют на многоступенчатые, мкоготакткые и конвейерные. Многоступенчатые АЦП В многоступенчатом АЦП процесс преобразования входного сигнала разделен в кространстзе. В качестве примера на рнс. 4 представлена схема двухступенчатого $-разрядного АЦП. Рнс.4. Сгруктурнвя схема двухступенчатого АЯ1 Верхний по схеме АЦП осущесгапвет грубое преобразование угнала в четыре атврших разряда выходного кода.
Цифровые сипавы с выхода МЩ,аоступают на выходной регистр и одновременно на вход 4- б с~роайспующюге ЦАп. Во мищю4~мс щв АЦП (А09043, АР90 О н др.) этот ЦАП выполнен по схеме есуммироваиия тонов иа:дифференциальных переключателях, р ( но кекото ые А0775, АО9040А к др.) содержат ЦАП с напряжений. Остаток от вычитали выходного напряжения ЦАП из входного напряжения схемы поступает иа вход АЦП2, опорное напряжение которого в 16 раз меньше, чем у АЦП1, Как следствие, квант АХИ в 16 раз меньше кванта АЦП1.
Этот остаток, преобразованный АЦП2 в цифровую форму представляет собой четыре младших разряда вюадиого 'иода. Различна между АЦП1 н АЦП2 заключается прежде всего в требовании к точности: у АЦП1 точность должна быть такой же как у $-разрядного преобразователя, в то время как АЦП2 может иметь точность 4-разрядного. Грубо приближенная н точная величины должны, естественно„соответствовать одному н тому же напряжению ц (ф Из-за наличия задержкн сигнада в первой ступени возникает, однако, времениое запаздывание. Поэтому при использовании этого способа входное напряжение необходимо дд р по е жива"гь постоянным с помощью устройства выборки-хранения до тех пор, пока не будет получено все число, Многотактные последовательно-параллельные АЦП Рассмотрим пример $-разрядного последовательно-параллельного АЦП, относящегося к тику многотактных (рнс.
5). Здесь процесс преобразован)д разделен во времени. Преобразователь состоит нз 4-разрядного параллельного АЦП„квант Ь которого определяет~я величиной опорного напряжения, 4-разрядного ЦАП и устройства управлении. Если максимальный входной сигнал равен , то в первом такте преобразователь работает с агом кваиговаиия Ь~ 0,16 В, В это времл входной код слово в четь ЦАП равен нулю.
Устройство ущемления пересылает полученное от АЦП в нервом такте сло ~ре старших разряда выходного регистра, подаег зто слово иа вход ЦАП и уменьшает в 16 раз опорное напряжение входного напряжения схемы выходного напряжения ЦАП, будет преобразован в младшн полу а в н в младший по байт выходного слова. Очевидно, что используемые в этой схеме 4-разрядные АЦП и ЦАП должны обладать 8-разрядной точностью, в противном случае возможен пропуск кодов, т.е. при монотонном нарастании входного напрюкення выходкой код А14П ке будет принимать некоторые значения из своей шкалы. 'Гак же, как к в предыдущем преобразователе, входное напряжение мюготэкткого АЦП во время преобразования должно быть неизменным, для чего между его входом и источником входного сигнала следует вклточкть устройство выборки-хранения, Быстродействие рассмотренного мкоготактиого АЦП определяется полным временем преобразования 4- разрядного АЦП, временем срабатывания цифровых схем управления, временем установления ЦАП с погрешностью, ке превышающей 0,2...0,3 кванта $-разрядного АЦП, причем время преобразования АЦП входит в сбы~ее время преобразования дважды, В результате прк прочих разных условиях преобразователь такого типа оказывается медленнее двухступенчатого преобразователя, рассмотренного выше.
Однако ои проше и дешевле, По быстродействию мкоготактиые АЦП занимают промежуточное коложеиие между многоступенчатыми А14П н АЦП последовательного приближения. Примерами циоготэктиых АЦП являктгся трехтакткый 12-разрядный А07886 со временем преобразования 1 мкс, или трюаэкткый 16-разрядный А1И382 со временем преобразования 2 мкс.
Конвейерные АЦП Быстродействие многоступенчатого АЦП можно ювысить, применив конвейерный принцип многоступенчатой обработки входюго сигнала. В обыкновенном мюгоступеичатом АЦП (рис. 4) вначале происходит формирование старших разрядов выходном слова преобразователем АЦП1, а затем идет период установления выходного сигкалэ ЦАП.
На этом интервале АЦП2 простаивает. На втором этапе во время преобразования остатка преобразова елем АЦП2 простаивает АЦП1. Введя элементы задериски аналогового н цифрового сигналов между ступекями преобразователя, получим конвейерный АЦП, схема 8-разрядного варианта которого приведена иа рис 6. Рнс, 6. Структурная схема юиваеркогю АЦП Роль аналогового элемента задержки выполняет устройство выборки-хранения УВХ2, а цкфровогочетыре ЕИркггера. Триттеры зэдерживэктг передачу старшего полубайта и выходной регистр иэ адин перюд тактового сигнала С1.К. Сигналы выборки, формируемые из тактового сигнала, поступают иа у'ВХ1 к УВХ2 в разные моменты времени (рнс.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
