December 17 2017 04:16:23
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Интерфейс аналого-цифрового преобразователя
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

Характеристику преобразования можно получить на основе равенства заряда img345, приобретенного конденсатором под действием среднего значения напряжения  за интервал t0, т. е. Uср, и удалённого заряда за время Δt заряда img346. Условие равенства нулю напряжения в момент срабатывания схемы сравнения можно записать в форме равенства зарядов q0 = q1, из которого следует соотношение img347. Отличительной особенность метода является практическая независимость результата от постоянной интегрирования и вариации частоты импульсов генератора. Интегрирование за два такта приводит к  увеличению времени преобразования, т.е. снижению быстродействия.

В измерительных системах высокой точности применяются усредняющие АЦП, принцип действия которых основан на уравновешивании напряжения или тока на входе интегратора за счет сигнала обратной связи.

Разработка и выпуск недорогих микропроцессоров внесли коррективы в принципы построения АЦП, в которых функции управляющего устройства практически полностью перешли к микропроцессору, что позволило существенно улучшить гибкость системы управления и непосредственно реализовать различные виды АЦП.

img348

Рис.7.21. Структуры АЦП на микропроцессоре с ШИМ (а) и развертывающего (б)

В составе простых измерительных блоков нашли применение АЦП с широтно-импульсным модулятором (рис.7.21,а).

Запуск модулятора и подсчет числа импульсов на выходе схемы совпадения осуществляет непосредственно микропроцессор. Длительность импульса, открывающего схему совпадения, пропорционально входному сигналу uх и число синхроимпульсов, прошедших на вход МП отражает значение преобразуемого напряжения. При необходимости можно на выходе схемы совпадения установить счетчик с регистром и вводить в МП  цифровой код. Погрешность преобразования определяется характеристикой модулятора и стабильностью частоты тактовых импульсов.

Применение ЦАП на входе микропроцессора позволяет достаточно просто и эффективно реализовать АЦП развертывающего преобразования (рис. 7.21,б). Процедуру преобразования можно задавать программным способом. АЦП такого типа обычно применяются в высокоскоростных системах преобразования сигналов. Точность преобразования определяется параметрами ЦАП и может быть достаточно высокой.

Важную часть аналого-цифрового преобразователя составляет цифровой интерфейс, т.е. схемы, обеспечивающие связь АЦП с микроконтроллером или ЭВМ.  Структура цифрового интерфейса определяет способ подключения АЦП к цифровому процессору, и его свойства непосредственно влияют на уровень верхней границы частоты преобразования АЦП.

Для процессора АЦП является адресуемым устройством и обращение к нему осуществляется как к одной из ячеек памяти. При этом АЦП имеет необходимое число адресных входов, дешифратор адреса и подключается непосредственно к шинам адреса и данных процессора. Для этого он обязательно должен иметь выходные каскады с тремя состояниями.

Другое требование совместной работы АЦП с микропроцессорами, называемое программным сопряжением, является общим для любых систем, в которые входят ЭВМ и АЦП. Имеется несколько способов программного сопряжения АЦП с процессорами.

Способ проверки сигнала преобразования состоит в том, что команда начала преобразования "Пуск" периодически подается на АЦП от таймера. Процессор находится в цикле ожидания от АЦП сигнала окончания преобразования "Готов", после которого выходит из цикла, считывает данные с АЦП и в соответствии с ними приступает либо к следующему преобразованию, либо к выполнению основной программы, а затем вновь входит в цикл ожидания. Здесь АЦП выступает в роли ведущего устройства (master), а процессор - ведомого (slave). Этот способ почти не требует дополнительной аппаратуры, но пригоден только в системах, где процессор не слишком загружен, т.е. длительность обработки данных от АЦП меньше времени преобразования АЦП. Указанный способ позволяет максимально использовать производительность АЦП.

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: 0.04 секунд 2,298,802 уникальных посетителей