38. Ацп последовательного (двоично-взвешенного) преобразования на базе регистра последова­тельных приближений (к155ир17). Особенности построения алгоритмов работы и основные соотношения

Алгоритм взвешенного поразрядного уравновешивания:

Тпр = n * tтакт;

По такому алгоритму выполняют интегральные серийные АЦП с n=18 разрядов, f такт до 18 МГц.

Быстродействие огр-но разр-тью- тем выше разр-сть, тем ниже f такт

Преобр-ли этого типа-наиб-е распространенные среди послед-х АЦП.

В основе работы этого класса АЦП лежит принцип последовательного сравнения измеряемой входной величины с 1/2, 1/4,1/8 и т.д. от возможного максимального ее значения. Это позволяет для n-разрядного АЦП выполнить весь процесс преобразования за n последовательных шагов приближения (итераций) вместо (2ⁿ–1) при использовании последовательного счета единичных приближений и получить значительный выигрыш в быстродействии.

При подаче на вход R импульса логич. 0 происходит нач-я установка триггеров регистра – запуск. происходит приходом первого тактового импульса РПП принудительно задает «1» в старшем разряде - входной код ЦАП 10…00), что реализует половину шкалы по Uоп. Компаратор сравнивает выходное напряжение ЦАП и преобразуемое в код входное напряжение (если вх. напр-е прев-т напр-е с выхода ЦАП, на выходе компаратора – лог. «1», и наоборот) и подает рез-т сравнения на информ-й вход D регистра. Если результатом сравнения была «1», то во втором такте во втором старшем значащем разряде ЦАП выставится тоже логическая «1»,в результате входное напряжение будет сравниваться уже с ¾ Uоп (движение вверх). Знач-е этого сигнала («0» или «1») запис-ся ( на выход Q0)со сдвигом на 1 единицу вниз в сторону младших значащих разрядов. Если результатом сравнения был «0», то направление выходного кода будет соответствовать уменьшению компенсирующего напряжения с выхода ЦАП (движение вниз). Каждый следующий полученный код на выходе РПП уточняется относительно входного напряжения в сторону младших разрядов. Выходное напряжение ЦАП ступеньками, каждая следующая из которых в 2 раза < предыдущей, приближается к знач-ю вх-го напряжения. Пр-сс уравновешивания заканчивается вхождением компаратора в зону нечувств-ти ( вых-й сигнал компаратора не меняется в следующем такте) или продолжается до полной отработки числа разрядов РПП( 155ИР17- 12 разр-в, f такт max = 15 Мгц. По окончании соответствующего такта РПП останавливается, выдавая на выходе Q11 импульс, длительностью 2*tтакт низкого уровня. Автоматический режим будет обеспечен при соединении выхода Q11 с входом предустановки R. РПП выполняются с разрядностью от 8 до 12 (8,10,12),по входам и выходам мало отличаются друг от друга.

D-информац-й вход, на к-рый подается результат сравнения Uвх и Uкомп;

S-стартовый вход (запуск регистра)

C-такт-й вход по пер-му фронту , машинный цикл = 2 такта такт-й частоты)

R-предустановочный вход;

QP- последовательный выход регистра. На котором появляется результат сравнения в последовательном формате через 2 tтакт

Q0…Q11 - параллельные выходы регистра

Q11- конец преобразования

V- вход высокого уровня.

Практ-ки для любого регистра можно исп-ть укороченный цикл преобр-я. Реализ-ть это можно разл-ми способами, но в основе лежит один принцип: нужное кол-во (вр. преобр-я) задается числом подсчетов импульсов такт-й частоты и выделением нужного по счету импульса, затем подается сигнал запрета работы на вход Е (высокий уровень), и после подачи на Е снова сигнала низкого уровня РПП можно запустить подачей сигнала на R.