October 19 2017 17:25:14
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Типичная схема АЦП
ДИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЕ УСТРОЙСТВА

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.

Типичная схема АЦП содержит сигма-дельта модулятор, состоящий из каскадно-соединенных сумматора, интегратора, компаратора, генератора импульсов и триггера, а также цифровой преобразователь с усредняющим фильтром (рис.13.20,а).


Рис.13.20. Структура сигма-дельта АЦП (а) и диаграммы работы (б)

Основными элементами сигма-дельта модулятора, определяющими его название, являются сумматор, для которого используется обозначение операции Σ (сигма), и интегратор с обозначением операции img16(дельта).

Усреднение позволяет обеспечить малую погрешность преобразования и получить высокую помехоустойчивость прибора за счет усреднения напряжения помех за длительный временной промежуток.

Принцип действия приведенного преобразователя основан компенсации входного сигнала uх опорным напряжением ±Uоп, периодически подключаемым к входу сумматора (вычитателя). Знак подаваемого опорного напряжения определяется состоянием RS триггера, установочный вход которого соединен с выходом компаратора, имеющего нулевой уровень срабатывания. При единичном сигнале на выходе компаратора триггер переключается в единичное состояние и сигнал uк = U 1  устанавливает переключатель К в вернее положение, при котором напряжение обратной связи uос = +Uоп. Если триггер находится в нулевом состоянии, то получим напряжение обратной связи противоположного знака uос = –Uоп.  

Цикл преобразования начинается с прихода команды «Пуск», напряжение которой сбрасывает триггер в нулевое состояние,  обнуляет выходное напряжение интегратора uΔ = 0 и запускает генератор, выдающий с периодом Т тактовые импульсы. Начинается процесс интегрирования входного напряжения и за первый такт напряжение на выходе интегратора с постоянной интегрирования Ти достигает значения  uΔ (Т) = uхТ/Ти, т. к. сигнал обратной связи подается с задержкой на один такт.

Процессы в узлах АЦП целесообразно рассмотреть на конкретном примере  преобразования постоянного напряжения Uх = 0,4 В. Для упрощения записи удобно принять Uоп = 1 В и выбрать Т/Ти = 1. Тогда в конце первого такта t = Т на выходе интегратора будет напряжение uΔ (Т) = 0,4 В, переводящее компаратор в единичное состояние и установку на выходе триггера uк = U 1, что приводит к положению ключа К, которое подключает к инвертирующему входу сумматора напряжение uос(Т) = Uоп = 1 В. В течение следующего такта Т <  t < 2Т  на входе интегратора действует напряжение uΣ = Uх Uоп =  – 0,6 В, которое на выходе интегратора в момент t = 2Т создает напряжение uΔ (2Т) = – 0,2 В, которое при приходе тактирующего импульса переводит компаратор в нулевое состояние. Триггер переходит в нулевое состояние и переключает ключ К в положение, обеспечивающее uос(Т) = – Uоп = – 1 В.

Продолжая вычисления подобным образом несложно построить зависимости от времени напряжений uΣ, uΔ, uос  (рис.13.20,б). Анализируя график uΔ(t) можно выявить участок Т <  t < 11Т, с совпадающими начальным и конечным значениями, который далее повторяется с периодом Тп.   интервал времени. Усреднение компенсирующего напряжения uос за период цикла Тп дает значение входного сигнала

img17.

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: 0.02 секунд 2,256,149 уникальных посетителей