Развертывающее преобразование без обратной связи.

Здесь используется промежуточное преобразование входного напряжения в длительность временного интервала или частоту импульсов. Поясним первый вид преобразования.

Временной интервал преобразуется в код путем подсчета числа импульсов фиксированной частоты на полученном интервале времени. Количество импульсов соответствует числу квантов в измеряемой величине. Структурная схема преобразователя приведена на рис. 9, где ГФЧ — генератор фиксированной частоты; ПН В — преобразователь «напряжение — время»; ЭК — электронный ключ; СИ — счетчик импульсов. ЭК прерывает цепь подачи импульсов от ГФЧ в СИ в момент совпадения внутреннего линейно (пилообразно) нарастающего напряжения с входным напряжением UIK. Счетчик импульсов последовательно набирает все кодовые комбинации, соответствующие натуральному ряду чисел от 0 до К, являющемуся цифровым эквивалентом входной непрерывной величины.

Структурная схема развертывающего преобразования с ОС

Рис. 9. Структурная схема развертывающего преобразования с ОС

Основой двоичного счетчика является триггер. Напомним, что триггер — это электронное устройство, предназначенное для записи, хранения и считывания двоичной информации в виде сигналов 0 и 1. Он имеет два устойчивых состояния равновесия, обозначенных 0 и 1. Эти состояния фиксируются на прямом (Q) и инверсном выходах (0. Триггер имеет два входа S (set) и R (reset), позволяющих переводить его в одно из устойчивых состояний. Логика переходов здесь следующая: если 5 = 0 (при этом R = 1, сброс), то Q = 0 и Q = 1; если 5= 1 (при этом R = 0), то Q = 1 и Q = 0. Если входы S и R запараллелить в так называемый счетный вход С, то при поступлении сигнала С= 1 сигналы на выходах инвертируются (0-4; 1-*0).

На рис. 10 показана упрощенная схема трехразрядного счетчика, его исходное состояние и состояния выходов на первых четырех тактах работы при последовательном поступлении четырех входных импульсов. Состояние прямых выходов и соответствующих двоичных чисел показаны жирными цифрами.

Трехразрядный счетчик импульсов

Рис. 10. Трехразрядный счетчик импульсов

В цикле преобразования преобразуемое напряжение Um сравнивается с эталонным линейно изменяющимся напряжением U3T и запускается высокочастотный ГФЧ. В момент совпадения Um и U„ прекращается доступ импульсов на счетчик импульсов (в псрссчетную схему). Количество сосчитанных импульсов пропорционально временному интервалу At, следовательно, и Um. На рис. 11 показаны последовательности импульсов в точках 1 и II (см. рис. 9).

Работа ПНВ и получение числа импульсов в СИ

Рис. 11. Работа ПНВ и получение числа импульсов в СИ

Пересчетное устройство выполняется на триггерах и имеет простую структурную схему. К моменту считывания с выхода ПС на параллельных каналах накопится двоичное состояние К, эквивалентное количеству квантов в величине ?/вх. Недостатки схемы: жесткие требования к ГФЧ, так как отклонение в частоте импульсов вносит искажение в дискретную информацию; необходимость получения точного линейно нарастающего напряжения. Отмеченные недостатки исключаются в следующем методе АЦП.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >