October 19 2017 17:20:36
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Аналого-цифровые преобразователи
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

В соответствии с типичными значениями основных параметров ЦАП подразделяют на несколько групп: быстродействующие, имеющие время преобразования от долей до десятков наносекунд с преимущественно токовым выходом; микромощные, потребляющие в нормальном режиме десятые доли милливатт, а в экономичном потребление может снижаться более чем на порядок; прецизионные, обладающие повышенной разрядностью (до 24 разрядов) при высокой линейности проходной характеристики.

Высокие значения одних параметров, как правило, сопровождаются некоторым ухудшением других характеристик: быстродействующие преобразователи имеют большое потребление, время преобразования микромощных ЦАП достаточно велико и составляет от единиц до десятков микросекунд, при этом те и другие имеют не более 8 …12 разрядов.

7.3. Аналого-цифровые преобразователи

АЦП предназначен для сопряжения аналоговых устройств с цифровыми вычислительными системами различного назначения (в измерительных приборах, устройствах дискретной автоматики, блоках цифровой индикации,  датчиках и многих других агрегатах). Аналого-цифровое преобразование содержит операции дискретизации непрерывного напряжения uх(t) во времени и квантование по уровню с последующим присвоением числового эквивалента, выраженного в форме кода.

Взятие выборок непрерывного сигнала (дискретизация по времени) и последующее восстановление аналогового сигнала по его дискретным значениям после цифровой обработки связана с внесением искажений. Их минимизация базируется на теореме отсчетов, формулирующей требования к максимальной частоте дискретизации при известном спектре сигнала. В соответствии с теоремой отсчетов восстановление аналогового сигнала с финитным (конечным) спектром, ограниченным частотой Fс возможно по его дискретным значениям, взятым через интервал T £ 1/(2 Fс). С целью уменьшения искажений непрерывного сигнала при дискретизации его подвергают предварительному преобразованию непосредственно в аналоговой форме (усилению, фильтрации, нормированию).

Типичная структура АЦП содержит несколько блоков (рис.7.14):


Рис.7.14. Структура параллельного АЦП

Приведенная структура преобразователя, называемого параллельным или считывающим АЦП, использует непосредственное преобразование входного напряжения (не имеет цепи обратной связи). Она содержит блок, задающий набор эталонных напряжений (токов), или элемент, вырабатывающий эталонное напряжение с изменяемым уровнем; устройство (компаратор) для сравнения  входного и эталонного напряжений; устройство кодирования (шифратор), представляющее результат в заданном коде.

      Рис.7.15. Способы аналого-цифрового преобразовани

Разработан ряд методов преобразования, на основе которых создано множество АЦП, отличающихся структурой, аппаратными средствами и имеющих широкую номенклатуру электрических, метрологических и эксплуатационных параметров (рис.7.15).

Параллельные АЦП обладают высоким быстродействием, т.к. процедура преобразования содержит только две операции: сравнение напряжений и преобразование кода. Время преобразования складывается из интервалов срабатывания компаратора и шифратора. При высокой разрядности n большое число компараторов N = 2 n, позволяющее обеспечить одновременное сравнение со всеми эталонами, приводит к существенному потреблению энергии.

Для целого ряда приложений скорость преобразования является важным, но не определяющим параметром при выборе АЦП. Во многих случаях решающими факторами служат высокая точность и стабильность преобразования, уровень потребления электроэнергии и стоимость.

Большинство методов аналого-цифрового преобразования использует процедуры последовательного формирования набора эталонных уровней напряжения (дискретных или непрерывных) и их сравнение с входным аналоговым сигналом. Структура АЦП последовательного преобразования включает контур отрицательной обратной связи, обеспечивающей фиксацию равенства входного и эталонного напряжений и регистрацию полученного кода. Последовательное преобразование по существу выполняемых операций уступает в быстродействии параллельной процедуре.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.06 секунд 2,256,116 уникальных посетителей