Аналогоцифровые преобразователи

В АЦП непрерывная величина преобразуется в дискретную с цифровым кодированием. Существует множество методов построения АЦП, главные из которых можно разбить на три типа.

1. Время - импульсный метод. Входное (преобразуемое) напряжение U_x сравнивается с равномерно (линейно) растущим напряжением U, максимальное значение которого равно U_max. Линейно растущее напряжение создается генератором пилообразного напряжения ( ГП). Напряжение U достигает U_max за время Т. Входное напряжение U_x не должно превышать U_max.

Напряжение U достигает значения U_x в момент Т_х.

Для осуществления операции сравнения имеется сравнивающее устройство (=), которое выдает стробирующий импульс длительностью Т_х. Чем больше интервал времени Т_х, тем больше

преобразуемое напряжение U_x. Время Т_х пропорционально преобразуемому напряжению. Чтобы преобразовать это время в числовой код, соответствующий преобразуемой величине, имеется генератор импульсов (F) такой постоянной частоты, что за время Т возникнет число импульсов N_max, равное (в числовой форме) U_max ( например, при максимальном преобразуемом напряжении U_max=1000мВ N_max=1000). В промежутке Т_х число импульсов N_x пропорционально Т_х и равно преобразуемому напряжению U_x. Для того, чтобы преобразовать число импульсов N_x в числовой код, имеется счетчик (CТ). Двоичный счетчик выдаст это число в двоичном коде, двоично-десятичный—в двоично-десятичном коде. Структурная схема, соответствующая время-импульсному преобразователю содержит устройство управления УУ, роль которого заключается в синхронизации работы устройств, которая нужна для своевременного сброса счетчика и запуска пилообразного напряжения.

Погрешность такого преобразователя зависит от многих факторов в том числе от стабильности напряжения питания, стабильности генераторов, дискретности преобразования, погрешности подсчета импульсов в стробирующем импульсе. Реальные преобразователи значительно сложнее.

2. Частотно-импульсный метод. Метод заключается в преобразовании напряжения в пропорциональную ему частоту, которая измеряется в цифровой форме. Измерение частоты происходит, как в частотомерах: подсчитывается число импульсов за заданный промежуток времени, который задается специальным генератором.

3 Метод следящего уравновешивания. Разновидностью метода является метод баллансного уравновешивания. В состав этих АЦП входи ЦАП, который преобразует выходную величину в аналоговую. Эта величина сравнивается с преобразуемой. При равенстве величин код, поступающий на вход ЦАП, выдается на выход.

Наибольшую точность преобразования обеспечивают АЦП в интегральном исполнении. Максимальные возможности создают АЦП, выполненные на микроконтроллерах.

Поиск по сайту: