Аналого-цифровые преобразователи

Аналого-цифровой преобразователь — устройство, преобразующее аналоговый сигнал в цифровую форму (цифровой двоичный код).

Аналого-цифровые преобразователи являются устройствами, принимающими входные непрерывные сигналы от аналоговых устройств и выдающими на выходе соответствующие им цифровые сигналы, пригодные для работы с ЭВМ и другими цифровыми устройствами.

По принципам построения АЦП подразделяются на последовательные, параллельные и последовательно-параллельные.

К последовательным АЦП относятся:

  • • последовательного счета;
  • • следящего типа;
  • • последовательного приближения;
  • • с промежуточным преобразованием напряжения в интервал времени;
  • • с промежуточным преобразованием напряжения в частоту;
  • • двойного интегрирования;

Параллельные АЦП основаны на использовании (2п - 1) эталонов с весами, отличающимися на один квант. Сравнение входного аналогового значения с каждым эталоном производится одновременно с помощью 2п - 1 схем сравнения (компараторов).

Последовательно-параллельные АЦП подразделяют:

  • • на многоступенчатые, в которых применяются несколько параллельных АЦП, работающих последовательно во времени;
  • • многотактные, в которых один и тот же параллельный АЦП работает последовательно несколько раз с соответствующим управлением опорными напряжениями.

Основными характеристиками АЦП являются:

  • • точность;
  • • время преобразования (быстродействие).
  • • динамический диапазон входного сигнала;
  • • дифференциальная нелинейность;
  • • интегральная нелинейность;
  • • максимальная частота дискретизации;
  • • входное сопротивление RBX;
  • • выходное сопротивление RBbIx.

Точность определяется количеством разрядов выходного слова. 10-разрядные АЦП имеют относительную погрешность порядка 0,1%, 12-разрядные АЦП — 0,01%.

Время преобразования (быстродействие) — это время, необходимое для получения выходного двоичного слова (кода), после подачи на вход измеряемого напряжения U{. Время преобразования различных типов АЦП лежит в пределах от десятков долей до сотен микросекунд.

Динамический диапазон входного сигнала определяется значениями минимального и максимального входного сигнала в соответствии с выражением

где UBxmax соответствует максимальному значению входного кода АЦП; UBX min — уровень младшего разряда выходного кода.

Дифференциальная нелинейность определяется как разность напряжений двух соседних квантов.

Интегральная нелинейность характеризует идентичность приращений во всем диапазоне входного сигнала.

Входное RBX и выходное RBbIX сопротивления характеризуют сопротивление АЦП со стороны входных и выходных зажимов (для каждого разряда) соответственно.

Рассмотрим основные разновидности АЦП.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >