Алгоритм работы АЦП последовательных приближений
Циклпреобразованияначинается импульсом «Запуск», который записывает«1» в триггеры старшихразрядов обоих регистров, обнуляя остальные разряды.Выходнойкод запоминающего регистра преобразуется ЦАП в напряжение,составляющее половину полной шкалывходногонапряжения.
Если Uос<Uвх, то старший разрядзапоминающего регистра остается в состоянии «1», а регистр сдвигапереносит свою «1» в следующий(n – 2) разряд,записывая«1» также в (n – 2) разрядзапоминающего регистра.
Если Uос>Uвх, то старший разрядзапоминающего регистра обнуляется.
И в том и в другом случае разрядс номером (n – 2) представляющий ¼ часть полной шкалы,проверяется в следующуюочередь.
Процесс преобразованиязавершается после того, какбудет проверен младшийразряд.
Время преобразования является постоянной величинойTпр=(n/f + tуст), где n – число разрядов, f – тактовая частота, tуст – время установкирегистров.
МИЭМ НИУ ВШЭ. Сафонов С.Н.
АЦП параллельного преобразования
Преобразованиевыполняетсязаодинтакт.
Входной сигнал подается одновременно на все компараторы. На вторые входы компараторов поступают опорные напряжения, сформированные резистивнымделителемнапряжения.
Напряжения на выводах делителя соответствуют уровням квантования (например, для 8-разрядного АЦПтребуются 255 компараторов).
Кодирующее устройство представляет собой приоритетный шифратор, который преобразует «столбик единиц» в двоичный код, и является комбинационнымустройством.
Преимущества – минимальное время преобразованиявсравнениисдругимитипамиАЦП.
Недостатки аппаратное ограничение на число разрядов.
МИЭМ НИУ ВШЭ. Сафонов С.Н.
АЦП двойного интегрирования
Применяется в измерительных приборах, которые работают в условиях интенсивных помех промышленнойчастоты.Приборы – показывающеготипа,нетребуютвысокогобыстродействия.
МИЭМ НИУ ВШЭ. Сафонов С.Н.
Принцип действия АЦП двойного интегрирования
На диаграмме показаны процессы в интеграторе при трех различных входных напряжениях Uвх.1 < Uвх.2 < Uвх.3.
N1, N2, N3– значения кодов, записанных в счетчик, для указанных интервалов времени.
Преимущества: результат интегрирования на 1 такте пропорционален среднему значению входного напряжения за время интегрирования, поэтомуАЦП нечувствителен к помехе, период которой кратен времени интегрирования. Для помехи от сети электропитания с частотой 50 Гц время интегрирования должно выбиратьсяиз ряда (20, 40, 60 …) мс.
1 такт Входноенапряжение (через ключ в верхнем положении) подаетсяна интегратор. Интегрируется неизвестный входнойсигнал в течение фиксированногоинтервалавремени, которыйзадается счетчиком тактовыхимпульсов.Скорость нарастаниянапряжения на интеграторепропорциональнавходномунапряжению.
2 такт Проинтегрированноенапряжение возвращаетсяк нулю путем интегрированияопорного сигналапротивоположнойполярности(через ключ в нижнем положении).Скорость уменьшения напряжения на интеграторепостоянна.Время обратногоинтегрированияизмеряется счетчиком тактовыхимпульсов.
МИЭМ НИУ ВШЭ. Сафонов С.Н.