December 17 2017 04:27:12
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Аналого-цифровой преобразователь как элемент электронной техники
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

Аналого-цифровой преобразователь как элемент электронной техники (функционально завершенная микросхема) характеризуются системой общепринятых для ИМС параметров: напряжениями источников электропитания и потребляемыми токами, входными и выходными напряжениями высокого и низкого уровней, максимальной частотой преобразования и т.п. Набор параметров должен при оговоренных допущениях полностью описывать работу преобразователя в статическом и динамическом режимах. На начальном этапе развития цифровых систем аналого-цифровые преобразователи преимущественно применялись в средствах измерения, и для их описания использовалась терминология, принятая в теории измерений. В качестве основных данных, отражаемых в нормативно-технической документации, служили точностные параметры: нелинейность статической проходной характеристики, абсолютная погрешность в конечной точке шкалы и другие.

Процедура преобразования аналогового напряжения в цифровую форму содержит ряд операций (дискретизацию, квантование, кодирование), осуществляемых соответствующими преобразователями (рис.7.5).


Рис.7.5. Структура аналого-цифрового преобразования

Подаваемое на вход АЦП аналоговое напряжение предварительно необходимо усилить до требуемого уровня и ограничить его частотный спектр (снизить высокочастотные составляющие с помощью ФНЧ) для устранения  наложения спектров при дискретизации.

Устройство выборки-хранения (УВХ) осуществляет дискретизацию аналогового сигнала (взятие выборок с интервалом  времени Т) и запоминание отсчётов (значений в фиксированные моменты времени). УВХ может быть выполнено на основе полупроводникового ключа на МОП транзисторе и конденсатора, подключенного к входу и операционного усилителя (рис.7.6,а).


Рис.7.6. Устройство выборки-хранения (а) и диаграммы его работы (б)

За время действия короткого тактирующего импульса uупр конденсатор заряжается до значения входного напряжения u1(nT). По окончании импульса транзистор запирается и напряжение конденсатора, практически не изменяясь u2(t) = u1(nT) , передается на выход операционного усилителя, включенного по схеме повторителя напряжения.  


Рис.7.7. Характеристика (а) и реализация (б) квантователя

Квантователь предназначен для распределения амплитуд дискретных выборок по уровням с заданным шагом. Диапазон непрерывных значений входного сигнала U = (Umax Umin) подразделяется на N равных интервалов с шагом квантования img331. Если входное напряжение удовлетворяет условию img332, т. е. находится в k-м интервале, то выходной сигнал принимает значение Uк = kh. Проходная характеристика квантователя, реализующего указанную операцию, имеет вид ступенчатой (нелинейной) зависимости (рис.7.7,а).  

Для удобства последующего двоичного кодирования общее число уровней дискре-тизации выбирается из условия N = 2 n – 1, где n число разрядов двоичного кода.

Ступенчатая характеристика квантователя реализуется схемой, содержащей резистивный делитель напряжения Uоп на n уровней переключения U1, U2,… UN  компараторов, на инвертирующий вход которых подается входной сигнал u (рис.7.7,б). Единичный сигнал U 1 установится на выходах компараторов, для которых выполняется соотношение Uj > u.  

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: 0.03 секунд 2,298,850 уникальных посетителей