АЦП сравнения с пилообразным знаком
АЦП с уравновешиванием заряда
Конвейерные АЦП
АЦП с промежуточным преобразованием в частоту следования импульсов.
3. Вычислить выходное напряжение на ОУ, трудящегося в режиме вычитателя, в случае, если V2=10, V1=5, Rf=1000, Rg=25000, R1=5 и R2=10.
Формула для расчета выходного напряжения на ОУ, трудящемся в режиме вычитателя, имеем:
Подставим в это выражения, условие, возьмём:
№_____15______
1. Мультиплексор — это устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к собственному выходу, в зависимости от бинарного кода на адресной шине. Иначе говоря мультиплексор — тумблер сигналов, управляемый бинарным кодом и имеющий пара входов и один выход. К выходу подключается тот вход, чей номер соответствует бинарному коду (это устройство, преобразующее параллельный код в последовательный), (цифровые многопозиционные тумблеры, по-второму, коммутаторы). У мультиплексора возможно, к примеру, 16 информационных входов, 4 управляющих входа (входа селекции) и один выход. Это указывает, что в случае, если к этим 16 входам присоединены 16 источников цифровых сигналов – генераторов последовательных цифровых слов, то байты от любого из генераторов возможно передавать в единственный выходной провод. Для этого необходимый нам вход требуется выбрать, подав на четыре входа селекции (т.е выбора номера канала, т.к 2 в четвертой степени = 16) бинарный код адреса. Так, для передачи на выход данных от канала номер 9 направляться установить код адреса 1001. Мультиплексоры способны выбирать (селектировать) определенный канал. Исходя из этого их время от времени именуют селекторами.
Мультиплексоры различаю по методам адресации, наличию инверсных выходов и входов разрешения.
Без применения мультиплексоров нереально выстроить скоростные сети связи, действенно резервировать передаваемый по сетям трафик и масштабировать эксплуатируемые сети. D0-D3 информационными входами. А0-А1 адресными входами.
Характеристики АЦП.
Разрешение АЦП — минимальное изменение величины аналогового сигнала, которое возможно преобразовано данным АЦП — связано с его разрядностью. При единичного измерения без учёта шумов разрешение напрямую определяется разрядностью АЦП.
Разрядность АЦП характеризует количество дискретных значений, каковые преобразователь может выдать на выходе. В бинарных АЦП измеряется в битах, в троичных АЦП измеряется в тритах. К примеру, бинарный АЦП, талантливый выдать 256 дискретных значений, имеет разрядность 8 бит, потому, что 28 = 256, троичный АЦП, имеющий разрядность 8 трит, способен выдать 6 561 дискретное значение, потому, что 38 = 6561.
Разрешение по напряжению равняется разности напряжений, соответствующих большому и минимальному выходному коду, дроблённой на количество выходных дискретных значений. К примеру:
Пример
Диапазон входных значений = от 0 до 10 вольт
Разрядность бинарного АЦП 12 бит: 212 = 4096 уровней квантования
Разрешение бинарного АЦП по напряжению: (10-0)/4096 = 0,00244 вольт = 2,44 мВ
Разрядность троичного АЦП 12 трит: 312 = 531 441 уровень квантования
Разрешение троичного АЦП по напряжению: (10-0)/531441 = 0,0188 мВ = 18,8 мкВ
На практике разрешение АЦП ограничено отношением сигнал/шум входного сигнала. При громадной интенсивности шумов на входе АЦП различение соседних уровней входного сигнала делается неосуществимым, другими словами ухудшается разрешение. Наряду с этим реально достижимое разрешение описывается действенной разрядностью, которая меньше, чем настоящая разрядность АЦП. При преобразовании очень сильно зашумлённого сигнала младшие разряды выходного кода фактически ненужны, поскольку содержат шум. С целью достижения заявленной разрядности отношение С/Ш входного сигнала должно быть приблизительно 6 дБ на любой бит разрядности.
Точность. Неточности квантования являются следствием ограниченного разрешения АЦП. Данный недочёт не может быть устранён ни при каком типе аналого-цифрового преобразования. Полная величина неточности квантования при каждом отсчёте находится в пределах от нуля до половины МЗР.
В большинстве случаев, амплитуда входного сигнала довольно много больше, чем МЗР. В этом случае неточность квантования не коррелирована с знаком и имеет равномерное распределение. Её среднеквадратическое значение сходится с среднеквадратичным отклонением распределения, которое равняется . При 8-битного АЦП это составит 0,113 % от полного диапазона сигнала.
Нелинейность. Всем АЦП свойственны неточности, которые связаны с нелинейностью, каковые являются следствием физического несовершенства АЦП. Это ведет к тому, что передаточная черта (в указанном выше смысле) отличается от линейной (правильнее от желаемой функции, поскольку она не обязательно линейна). Неточности смогут быть уменьшены путём калибровки.
Ответственным параметром, обрисовывающим нелинейность, есть интегральная нелинейность (INL) и дифференциальная нелинейность (DNL).
Частота дискретизации.Аналоговый сигнал есть постоянной функцией времени, в АЦП он преобразуется в последовательность цифровых значений. Следовательно, нужно выяснить частоту выборки цифровых значений из аналогового сигнала. Частота, с которой производятся цифровые значения, стала называться частота дискретизации АЦП.
Непрерывно изменяющийся сигнал с ограниченной спектральной полосой подвергается оцифровке (другими словами значения сигнала измеряются через промежуток времени T — период дискретизации) и исходный сигнал возможно совершенно верно восстановлен из дискретных во времени значений путём интерполяции. Точность восстановления ограничена неточностью квантования. Но в соответствии с теоремой Котельникова-Шеннона правильное восстановление допустимо лишь в случае, если частота дискретизации выше, чем удвоенная большая частота в спектре сигнала.
Потому, что настоящие АЦП не смогут произвести аналого-цифровое преобразование мгновенно, входное аналоговое значение должно удерживаться постоянным по крайней мере от начала до конца процесса преобразования (данный промежуток времени именуют время преобразования). Эта задача решается путём применения особой схемы на входе АЦП — устройства выборки-хранения — УВХ. УВХ, в большинстве случаев, хранит входное напряжение в конденсаторе, что соединён со входом через аналоговый ключ: при замыкании ключа происходит выборка входного сигнала (конденсатор заряжается до входного напряжения), при размыкании — хранение. Многие АЦП, сделаный в форме интегральных микросхем содержат встроенное УВХ.
3. Чтобы выяснить, какие конкретно тумблеры замкнуты, воспользуемся способом последовательного приближения. Коммутируемые выводы снабжают напряжения: 1 разряд = 5В; 2 разряд = 2,5В; 3 разряд = 1,25В; 4 разряд = 0,625В;
5 разряд = 0,3125В;
6 разряд = 0,15625В;
Так как 5,9735В5В, следовательно 1 разряд = 1. По окончании замыкания 2 разряда приобретаем высокое напряжение. Замыкаем 3 разряд, кроме этого приобретаем высокое напряжение. Замыкаем 4 разряд, на выходе приобретаем напряжение, равное 5,625В. Замыкаем 5 разряд приобретаем на выходе требуемое напряжение, это соответствует коду 100110.
№_____16______
1. Демультиплексор- устройство, обратное мультиплексору. Т. е., у демультиплексора один куча и вход выходов. Демультиплексор — устройство, в котором сигналы с одного информационного входа поступают в желаемой последовательности по нескольким выходам в зависимости от кода на адресных шинах. Ко входу подключается тот выход, чей номер соответствует состоянию бинарного кода (устройство, которое преобразует последовательный код в параллельный).
Демультиплексоры – цифровые многопозиционные тумблеры, кроме этого именуемые коммутаторами. У демультиплексора возможно, к примеру, 1 информационный вход, 4 управляющих входа (входа селекции) и 16 выходов. Это указывает, что в случае, если на данный единственный вход подается какой-то цифровой сигнал, то его возможно коммутировать на любой из этих 16 выходов. Для этого требуется выбрать необходимый нам вход, подав на четыре входа селекции (т.е выбора номера канала, т.к 2 в четверной степени = 16) бинарный код адреса. Так, для передачи на выход данных от канала номер 9 направляться установить код адреса 1001. Демультиплексоры кроме этого способны выбирать, селектировать определенный канал. Исходя из этого их время от времени именуют селекторами.
Демультиплексоры различаю по методам адресации, наличию инверсных выходов и входов разрешения.
Демультиплексоры (размножители сигналов) смогут использоваться в составе автоматизированных совокупностей управления технологическими процессами, энергетических объектов, в аппаратуре технической диагностики, для комплексной автоматизации объектов ядерной энергетики и в других областях индустрии.
Демультиплексор на 4 выхода
Из-за схожести структур мультиплексора и демультиплексора в КМОП сериях имеется микросхемы, каковые в один момент являются мультиплексорром и демультиплексором, смотря с какой стороны подавать сигналы.
Разрядный ЦАП.
Главными параметрамии элементами полного ЦАП являются: опорное напряжение, резисторы для обеспечения комплекта взвешенных напряжений, токов либо коэффициентов усиления, тумблеры для определения того, из каких разрядов будет складываться выходной сигнал, и преобразователь для получения желаемого формата выходных данных (напряжение либо ток), полного сопротивления и уровня. К тому же преобразователь требует наличия управления тумблерами и логического перевода входного уровней и цифрового формата(на схеме не продемонстрировано).
Потому, что суммирующая точка находится в схеме на рис. 15.9 на виртуальной почва, при замыкании тумблера на соответствующем резисторе оказывается напряжение UОП. В следствии ток, равный UОП/Rt протекает от суммирующей точки через сопротивление, источник и переключатель опорного напряжения обратно к почва. Подобно протекают токи от суммирующей точки операционного усилителя через другие цепи, в которых замкнуты тумблеры. Путь для суммарного тока — это резистор RВЫХ в цепи обратной связи. Напряжение UВЫХ должно иметь соответствующее значение, при котором выполняется условие:
Следовательно, вклад i-го разряда в выходное напряжение:
Отношение RВЫХ/Ri эквивалентно вкладу в выходной сигнал разряда 2-i. На практике для преобразователей со средней либо высокой разрешающей свойством эта схема используется достаточно редко. Тут она приведена лишь для пояснения принципа действия. Широкий диапазон требуемых сопротивлений действенно реализовать весьма тяжело. Помимо этого, важные требования предъявляются к тумблерам, у которых должно обеспечиваться высокое отношение сопротивления утечки в разомкнутом состоянии к последовательному сопротивлению в замкнутом состоянии.
3. Вычислить выходное напряжение на ОУ, трудящегося в режиме вычитателя, в случае, если V2=10, V1=5, Rf=1000, Rg=25000, R1=5 и R2=10.
Подставим в это выражения, условие, возьмём:
№_____17______
Мультиплексор из 4 в 1.
Мультиплексор — это устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к собственному выходу, в зависимости от состояния бинарного кода. Иначе говоря мультиплексор — тумблер сигналов, управляемый бинарным кодом и имеющий пара входов и один выход. К выходу подключается тот вход, чей номер соответствует бинарному коду (это устройство, преобразующее параллельный код в последовательный), (цифровые многопозиционные тумблеры, по-второму, коммутаторы). У мультиплексора возможно, к примеру, 16 информационных входов, 4 управляющих входа (входа селекции) и один выход. Это указывает, что в случае, если к этим 16 входам присоединены 16 источников цифровых сигналов – генераторов последовательных цифровых слов, то байты от любого из генераторов возможно передавать в единственный выходной провод. Для этого необходимый нам вход требуется выбрать, подав на четыре входа селекции (т.е выбора номера канала, т.к 2 в четвертой степени = 16) бинарный код адреса. Так, для передачи на выход данных от канала номер 9 направляться установить код адреса 1001. Мультиплексоры способны выбирать (селектировать) определенный канал. Исходя из этого их время от времени именуют селекторами.
Мультиплексоры различаю по методам адресации, наличию инверсных выходов и входов разрешения.
Без применения мультиплексоров нереально выстроить скоростные сети связи, действенно резервировать передаваемый по сетям трафик и масштабировать эксплуатируемые сети.
D0-D3 информационными входами.
А0-А1 адресными входами.
2. ЦАП с делителем типа R-2R. ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь.
Многозвенная схема типа R-2R имеет несколько последовательно включенных резисторов R12, R23 и R34 с сопротивлением R и последовательности параллельно включенных резисторов R1, R2, R3, R4 с сопротивлением 2R. Выходной согласующий резистор RC имеет сопротивление 2R.
Тумблеры находятся последовательно с параллельно включенными резисторами, и ток в каждой параллельной ветви схемы направлен либо к суммирующей точке усилителя (в виртуальную почву),либо к неспециализированной линии, которая заземлена.
Работу схемы типа R-2R легче осознать, в случае, если проанализировать ее в обратном направлении и записать (15.7):
Потому, что R4 и RC равны и включены параллельно, их неспециализированное сопротивление образовывает R34, следовательно (15.9):
Помимо этого, R3 = R4, а ток через резистор R з (15.9):
Продолжая рассуждения подобным образом, приобретаем (15.10-12):
Следовательно, токи через напряжения и параллельные ветви в узлах образуют прогрессию.Разумеется, что на темперамент данной прогрессии не воздействует количество ячеек, будь их 4,10 либо 12.
Управляемые тумблерами бинарно-взвешенные токи I1 — I4 вносят собственный вклад в неспециализированный ток либо, проходя через операционный усилитель, в выходное напряжение. В случае, если вычислять, что тумблеры, находящиеся в состоянии, соответствующем 1, направляют токи в линию суммирующей точки, а в состоянии, соответствующем 0, — в неспециализированную линию, то ток в общей линии есть дополнением тока в линии суммирующей точки. При биполярного сигнала ток неспециализированной линии подается вместо почвы на суммирующую точку второго инвертирующего операционного усилителя.
В КМОП-тумблерах транзисторы VT1и VT2, VT4 и VT5, VT6 и V7 являются набором логических инверторов. Транзисторы VTS и VT9 реализовывают аналоговую коммутацию. Транзистор VT3 снабжает хорошую обратную сообщение, ускоряющую переключение. Потому, что напряжения в точках В и С находятся в противофазе, переключающие транзисторы включаются не в фазе: в то время, когда транзистор VT8 закрыт, транзистор VT9 будет в проводящем состоянии.
На практике нужно учитывать сопротивления замкнутых тумблеров (Rвкл), действующих последовательно с сопротивлениями Ri параллельно включенных резисторов. В случае, если значением Rвкл нельзя пренебречь если сравнивать с Ri, то ЦАП может оказаться нелинейным. Обстановку легко исправить, выстроив тумблеры так, дабы Rвкл возрастало от ветви к ветви в бинарной прогрессии. Потому, что токи убывают в бинарной прогрессии, падение напряжения на всех Rвкл будет однообразным, и в следствии погрешность вычисления окажется малом.
Продемонстрированная схема может трудиться от логических уровней ТТЛ либо КМОП. Диоды VD1 и VD2 защищают КМОП-тумблеры от разрушения при приложении напряжений обратной логики либо суммирующей точки (перегрузки). Так как часть UОП приходящаяся на тумблеры, мала, ЦАП возможно применять в качестве умножителей как при хороших, так и при отрицательных входных аналоговых сигналах. Преимуществом КМОП-устройств есть маленькая потребляемая мощность в стационарном режиме.
3. Чтобы выяснить, какие конкретно тумблеры замкнуты, воспользуемся способом последовательного приближения. Коммутируемые выводы снабжают напряжения:
1 разряд = 5В;
2 разряд = 2,5В;
3 разряд = 1,25В;
4 разряд = 0,625В;
5 разряд = 0,3125В;
6 разряд = 0,15625В;
Так как 6,875В5В, следовательно 1 разряд = 1. По окончании замыкания 2 разряда напряжение на выходе повысится до 7,5В, а это высокое напряжение, следовательно 2 разряд = 0. В случае, если замкнуть 3 разряд, напряжение на выходе повысится до 6,25В. Замыкая на выходе приобретаем напряжение 6,875В, что соответствует коду 101100.
№_____18______
Демультиплексор на 4 входа.
Демультиплексор. Демультиплексор — устройство, обратное мультиплексору. Т. е., у демультиплексора один куча и вход выходов. Демультиплексор — устройство, в котором сигналы с одного информационного входа поступают в желаемой последовательности по нескольким выходам в зависимости от кода на адресных шинах. Ко входу подключается тот выход, чей номер соответствует состоянию бинарного кода (устройство, которое преобразует последовательный код в параллельный).
Демультиплексоры – цифровые многопозиционные тумблеры, кроме этого именуемые коммутаторами. У демультиплексора возможно, к примеру, 1 информационный вход, 4 управляющих входа (входа селекции) и 16 выходов. Это указывает, что в случае, если на данный единственный вход подается какой-то цифровой сигнал, то его возможно коммутировать на любой из этих 16 выходов. Для этого требуется выбрать необходимый нам вход, подав на четыре входа селекции (т.е выбора номера канала, т.к 2 в четверной степени = 16) бинарный код адреса. Так, для передачи на выход данных от канала номер 9 направляться установить код адреса 1001. Демультиплексоры кроме этого способны выбирать, селектировать определенный канал. Исходя из этого их время от времени именуют селекторами.
Демультиплексоры различаю по методам адресации, наличию инверсных выходов и входов разрешения.
Демультиплексоры (размножители сигналов) смогут использоваться в составе автоматизированных совокупностей управления технологическими процессами, энергетических объектов, в аппаратуре технической диагностики, для комплексной автоматизации объектов ядерной энергетики и в других областях индустрии.
Из-за схожести структур мультиплексора и демультиплексора в КМОП сериях имеется микросхемы, каковые в один момент являются мультиплексором и демультиплексором, смотря с какой стороны подавать сигналы.
2. АЦП прямого преобразования.
Преобразователь этого типа, именуемый в литературе кроме этого АЦП с поразрядным уравновешиванием, есть самый распространенным вариантом последовательных АЦП.
В базе работы этого класса преобразователей лежит принцип дихотомии, т.е последовательного сравнения измеряемой величины с 1/2, 1/4, 1/8 и т.д. от вероятного большого значения ее. Это разрешает для N-разрядного АЦП последовательного приближения выполнить целый процесс преобразования за N последовательных шагов (итераций) вместо 2N-1 при применении последовательного счета и взять значительный выигрыш в быстродействии. Так, уже при N=10 данный выигрыш достигает 100 раз и дает возможность приобрести посредством таких АЦП до 105…106 преобразований в секунду. Одновременно с этим статическая погрешность этого типа преобразователей, определяемая по большей части применяемым в нем ЦАП, возможно малой, что разрешает реализовать разрешающую свойство до 18 бинарных разрядов при частоте выборок до 200 кГц (к примеру, DSP101 компании Burr-Brown).
Разглядим работы и принципы построения АЦП последовательного приближения на примере хорошей структуры (рис. 9а) 4-разрядного преобразователя, складывающегося из трех главных узлов: компаратора, регистра последовательного приближения (РПП) и ЦАП.
По окончании подачи команды Пуск с приходом первого тактового импульса РПП принудительно задает на вход ЦАП код, равный половине его шкалы (для 4-разрядного ЦАП это 10002=810). Именно поэтому напряжение Uос на выходе ЦАП (рис. 9б)
Uос=23h. , где h — квант выходного напряжения ЦАП, соответствующий единице младшего разряда (ЕМР). Эта величина образовывает половину вероятного диапазона преобразуемых сигналов. В случае, если входное напряжение больше, чем эта величина, то на выходе компаратора устанавливается 1, в случае, если меньше, то 0. В этом последнем случае схема управления обязана перевести старший разряд d3 обратно в состояние нуля. Конкретно за этим остаток Uвх — d3 23 h таким же образом сравнивается с ближайшим младшим разрядом и т.д. По окончании четырех аналогичных сглаживающих шагов в регистре последовательного приближения оказывается бинарное число, из которого по окончании цифро-аналогового преобразования получается напряжение, соответствующее Uвх с точностью до 1 ЕМР. Выходное число возможно считано с РПП в виде параллельного бинарного кода по N линиям. Помимо этого, в ходе преобразования на выходе компаратора, как это видно из рис. 9б, формируется выходное число в виде последовательного кода старшими разрядами вперед.
Быстродействие АЦП данного типа определяется суммой времени установления tуст ЦАП до установившегося значения с погрешностью, не превышающей 0,5 ЕМР, времени переключения компаратора tк и задержки распространения сигнала в регистре последовательного приближения tз. Сумма tк + tз есть величиной постоянной, а tуст значительно уменьшается с уменьшением веса разряда. Следовательно для определения младших разрядов возможно использована более высокая тактовая частота. При поразрядной вариации fтакт допустимо уменьшение времени преобразования tпр на 40%. Для этого в состав АЦП возможно включен контроллер.
При работе без устройства выборки-хранения апертурное время равняется времени между фактическим окончанием и началом преобразования, которое равно как и у АЦП последовательного счета, по сути зависит от входного сигнала, т.е. есть переменным. Появляющиеся наряду с этим апертурные погрешности носят кроме этого нелинейный темперамент. Исходя из этого для действенного применения АЦП последовательного приближения, между его источником и входом преобразуемого сигнала направляться включать УВХ. Большая часть производимых на данный момент ИМС АЦП последовательного приближения (к примеру, 12-разрядный МАХ191, 16-разрядный AD7882 и др.), имеет встроенные устройства выборки-хранения либо, чаще, устройства слежения-хранения (track-hold), управляемые знаком запуска АЦП. Устройство слежения-хранения отличается тем, что постоянно находится в режиме выборки, переходя в режим хранения лишь на время преобразования сигнала.
Этот класс АЦП занимает промежуточное положение по быстродействию, стоимости и разрешающей способности между последовательно-параллельными и интегрирующими АЦП и находит широкое использование в совокупностях управления, цифровой обработки и контроля сигналов.
3. Формула для расчета выходного напряжения на ОУ, трудящемся в режиме инвертора, имеем:
Подставим в это выражение условие, возьмём:
№_____19______
ПЗУ.
Постоянным запоминающим устройством именуется энергонезависимая память, применяемая для хранения массива неизменяемых данных. Такие устройства нужны для замены несложных логических элементов низкой степени интеграции, хранения программ в микроконтроллерах, таблиц цифровых отображений сигналов (в анализаторах и генераторах сигналов), начальных загрузчиков ЭВМ, кодовых сигналов совокупностей дистанционного управления.
По разновидностям схемотехники устройств ПЗУ дробят на четыре типа:
- Программируемые изготовителем ПЗУ (ROM)
- Однократно программируемые пользователем ПЗУ (PROM)
- Многократно программируемые пользователем ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием (EPROM)
- Многократно программируемые пользователем ПЗУ с электрическим стиранием (EEPROM)
Базисную структуру ПЗУ возможно представить в совокупности дешифратора и виде адреса подключенных к нему элементов Либо.
Интегрирующий АЦП.
решение и Теория. а) Интегрирующий АЦП измеряет время, нужное чтобы выходной сигнал интегратора прошел с постоянной (опорной) скоростью через целый диапазон значений напряжений, пропорциональных среднему входному сигналу.
Схем на рис. 15.17, а. В начальный момент времени на интегратор подается входное напряжение и начинается интегрирование входного сигнала Ui . В один момент счетчик начинает подсчет тактовых импульсов. Отсчитав за время t1 пара тактовых импульсов N1 счетчик переключает вход интегратора.
Сейчас на интегратор подается опорное напряжение UОП, имеющее полярность, противоположную входному сигналу. Он начинает интегрировать в противоположном направлении с постоянной скоростью, а счетчик опять подсчитывает тактовые импульсы. В то время, когда выходной сигнал интегратора достигает собственного исходного значения, компаратор отключается и преобразование завершается. Заканчивается следование тактовых импульсов, интегратор фиксируется на исходном значении. Возможно продемонстрировать, что количество отсчетов отражающее время пропорционально среднему входному напряжению Ui. Выходной сигнал интегратора продемонстрирован на рис. 15.17, б.
Потому, что выходной сигнал интегратора по окончании первого такта интегрирования U1 равен трансформации выходного сигнала по окончании второго такта интегрирования U2 возможно записать, что
Следовательно, 
.
Так как время пропорционально количеству отсчетов, то 
.
До тех пор до тех пор пока значения R, С и частоты тактовых импульсов остаются неизменными на протяжении преобразования, точность преобразования от них не зависит. Она определяется смещением усилителя, дрейфом напряжения смещения, нелинейностью динамических черт тумблеров, компаратора и интегратора.
Выходной сигнал счетчика возможно бинарным либо бинарно-десятичным. В большинстве случаев интегрирующие АЦП используются в щитовых измерительных устройствах с цифровой индикацией, и чаще употребляется бинарно-десятачная форма записи.
б) Интегрирующие АЦП трудятся значительно медленнее, чем АЦП последовательных приближений, но они имеют намного большую потенциальную точность, исключают утрату кодов, владеют помехоустойчивостью, и благодаря применения меньшего количества точных элементов значительно дешевле.
в) Погрешности интегрирующих преобразователей минимизируются двумя методами: аналоговым и цифровым. Оба требуют времени для коррекции неточностей. Самый отлично известен способ коррекции нуля — по окончании завершения преобразования вход отсоединяется от источника опорного напряжения и заряжается конденсатор C1 (рис. 15.18), напряжение которого через буферное устройство подается на вход интегратора. интегратор и Компаратор соединены между собой местной цепью обратной связи с коэффициентом передачи 1. Второй конденсатор С2 заряжается до напряжения, равного сумме напряжений смещения и опорного напряжения интегратора и буферного устройства. Интегрирующий конденсатор заряжается до напряжения смещения компаратора.
При получении команды на начало преобразования конденсатор С1 отсоединяется от источника земли и опорного напряжения. На ранее заземленный вывод подается входной сигнал. Конденсатор С2 отсоединяется от выхода компаратора. К интегрирующему резистору прикладывается напряжение, равное входному, и потом происходит процесс интегрирования. Выходной сигнал интегратора изменяется в соответствующем направлении (в зависимости от полярности входного сигнала) относительно напряжения нулевого смещения компаратора.
По окончании отсчета N1 тактовых импульсов на выходе интегратора появляются проинтегрированное напряжение смещения и суммарное напряжение сигнала компаратора. Вход буферного устройства переключается либо на землю, либо на источник опорного напряжения. Направление интегрирования определяется полярностью входного напряжения. В то время, когда напряжение на выходе интегратора делается равным напряжению смещения компаратора, преобразование заканчивается.
г) Способ интегрирования снабжает подавление шума, любой высокочастотный шум усредняется. К тому же происходит полное (теоретически) подавление главной и всех остальных гармоник частоты, период которых равен периоду интегрирования сигнала. Следовательно, что бы взять достаточно е подавление наводки с частотой 60 Гц и ее гармоник, период интегрирования устанавливают равным 16,7 мкс либо кратным этому значению.
3. Чтобы выяснить, какие конкретно тумблеры замкнуты, воспользуемся способом последовательного приближения. Коммутируемые выводы снабжают напряжения:
1 разряд = 5В;
2 разряд = 2,5В;
3 разряд = 1,25В;
4 разряд = 0,625В;
5 разряд = 0,3125В;
6 разряд = 0,15625В;
Так как 8,75В5В, следовательно 1 разряд = 1. По окончании замыкания 2 разряда напряжение на выходе повысится до 7,5В. В случае, если замкнуть 3 разряд, то на выходе мы возьмём удовлетворяющее нас напряжение, эквивалентно коду 111000.
№_____20______