Аналого-цифровой преобразователь

Аналого-цифровое преобразование, или кодирование, заключается в преобразовании аналогового сигнала в цифровой двоичный код.

При преобразовании непрерывно изменяющегося сигнала (тока или напряжения) АЦП выполняет следующие операции: выборку (квантование по времени) и хранение, квантование по уровню, кодирование. Квантование по времени необходимо для выборки меняющегося аналогового сигнала в периодически повторяющиеся моменты времени. Хранение необходимо потому, что процесс преобразования аналог-код занимает определенное время и требуется, чтобы за это время оцифровывающийся сигнал сохранял свое значение.

Существует много способов построения АЦП, каждый из которых обладает своими достоинствами и недостатками. Наибольшее распространение получили АЦП последовательного приближения и параллельного преобразования. В качестве примера рассмотрим принцип работы АЦП последовательного приближения.

В АЦП, построенных на основе метода последовательного приближения, используется регистр последовательного приближения, ЦЛП, сравнивающее устройство (компаратор), тактовый генератор и схема

управления. Модуль АЦП последовательного приближения имеет вход «Начало преобразования» и выход «Преобразование выполнено».

Перед измерением все разряды регистра устанавливаются в 0. При получении приказа на преобразование каждый из разрядов регистра поочередно, начиная со старшего разряда, устанавливается в 1.

При выходном сигнале ЦЛП, связанного с этим регистром, не превышающем уровня аналогового входного сигнала, состояние разряда не меняется, т. е. оно остается 1. В противном случае происходит сброс разряда в 0. Для полной оцифровки аналогового входного сигнала при /•-разрядном АЦП необходимо выполнить г таких шагов.

Модуль АЦП последовательного приближения имеет параллельный и часто еще и последовательный цифровой выход. При параллельном цифровом выходе содержимое всех разрядов выводится одновременно по /-разрядной шине. При последовательном цифровом выходе содержимое всех r-разрядов выводится последовательно, начиная со старших разрядов, по одной линии.

АЦП последовательного приближения обладают относительно высокой точностью и достаточно высоким быстродействием: для /-разрядного преобразования требуется выполнить только /' обращений к ЦАП. Для того чтобы изменение аналогового сигнала во время от начала преобразования до его окончания не влияло на точность преобразования, обычно используют специальные схемы, запоминающие аналоговый сигнал. Устройства выборки-хранения обеспечивают выборку мгновенного значения аналогового сигнала и хранение его с заданной точностью во время преобразования.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >