December 17 2017 15:37:42
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Процедура преобразования аналогового напряжения
ДИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Процедура преобразования аналогового напряжения в цифровую форму содержит ряд операций (дискретизацию, квантование, кодирование), осуществляемых соответствующими преобразователями (рис.13.5).


Рис.13.5. 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.13.6,а).


Рис.13.6. Устройство выборки-хранения (а) и диграммы 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 на изменяясь u2(t) = u1(nT) , передается на выход операционного усилителя, включенного по схеме повторителя напряжения.  

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 img01. Если входное напряжение удовлетворяет условию img02, 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.13.7,а).  


Рис.13.7. Характеристика (а) и реализация (б) квантователя

Для удобства последующего двоичного кодирования общее число уровней дискретизации 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.13.7,б). Единичный сигнал U 1 установится на выходах компараторов, для которых выполняется соотношение Uj > u.  

Совокупность высоких и низких напряжений на выходах компараторов,  преобразуется шифратором в удобный для передачи и обработки код (например, двоичная запись номера интервала, в котором находится входное напряжение).

Быстродействие АЦП зависит от характеристик и режимов работы входящих блоков (УВХ, квантователя, дешифратора) и время преобразования (интервал с момента подачи импульса разрешения до появления на выходе цифрового кода) определяется для каждой конкретной структуры.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) выполняет декодирование цифровой последовательности, как правило, представленной двоичным кодом, и вырабатывает на выходе электрический сигнал (напряжение или ток), пропорциональный в моменты отсчетов значениям входной цифровой последовательности. ЦАП выполняет функцию обратную АЦП,  т. е. восстанавливает аналоговый сигнал по числовой последовательности.

Статическая проходная характеристика ЦАП описывает зависимость совокупности значений выходной аналоговой величины Uj от значений входного кода αj и ее графическим изображением можно считать характеристику АЦП (рис.13.7,а), у которой горизонтальные и вертикальные оси поменялись местами. Идентичность проходных характеристик АЦП и ЦАП позволяет описывать их единой системой параметров.

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 2,299,133 уникальных посетителей