?Бред23. Преобразователь временного интервала в цифровой код.

Преобразуемый временной интервал t (от Старт-импульса до Стоп-импульса) раскладывается на три составляющие: t = Nτ0 – Δt1 + Δt2, где N = t / τ0. Суммарная ошибка преобразования равна Δt = Nτ0 – t = Δt1 – Δt2.

К этой ошибке может добавляться ошибка, вызванная нестабильностью периода τ0 следования тактовых импульсов. Поэтому в качестве генератора G необходимо использовать кварцевый генератор, который имеет большую стабильность.

Каждая из ошибок Δt1, Δt2распределяется по равномерному закону в интервале от 0 до τ0. Суммарная ошибка Δt распределяется по треугольному закону – закону Симпсона.

Для уменьшения ошибки преобразования необходимо увеличивать частоту тактового генератора. Но быстродействие элементов АЦП всегда ограничено применяемой элементной базой.

В некоторых применениях удается привязать стартовый импульс к одному из тактовых импульсов генератора G и тем самым устранить ошибку Δt1 . Ошибка Δt2 принципиально неустранима, т. к. преобразуемый интервал может быть любой длины.

Существуют также схемные методы повышения точности преобразования. В частности используются уточняющие преобразования, связанные с организацией второй шкалы преобразования. Двушкальные, в общем случае многошкальные методы, используются в технике, например часы, содержащие часовую и минутную стрелки.

Известные способы организации точной шкалы:

1) нониусный метод;

2) метод задержки тактовых импульсов.

В первом случае используются два генератора близких частот. Один работает в непрерывном режиме по схеме, образуя грубую шкалу. Второй запускается, когда приходит Стоп-импульс. Счет этих импульсов (точная шкала) ведется до момента совпадения фронтов импульсов генераторов.

Во втором случае применяются элементы задержки тактовых импульсов.

??24. Преобразователь параллельного двоичного кода в напряжение.

Этот преобразователь – ЦАП.

широтно-импульсный модулятор — простейший тип ЦАП. Стабильный источник тока или напряжения периодически включается на время, пропорциональное преобразуемому цифровому коду, фильтруется аналоговым фильтром низких частот.;

ЦАП передискретизации, такие как дельта-сигма ЦАП, основаны на изменяемой плотности импульсов. Передискретизацияпозволяет использовать ЦАП с меньшей разрядностью для достижения большей разрядности итогового преобразования; часто дельта-сигма ЦАП строится на основе простейшего однобитного ЦАП, который является практически линейным.

взвешивающий ЦАП, в котором каждому биту преобразуемого двоичного кода соответствует резистор или источник тока, подключенный на общую точку суммирования. Сила тока источника пропорциональна весу бита, которому он соответствует. Таким образом, все ненулевые биты кода суммируются с весом.

Цепная R-2R схема является вариацией взвешивающего ЦАП. В R-2R ЦАП взвешенные значения создаются в специальной схеме, состоящей из резисторов с сопротивлениями R и 2R. Это позволяет существенно улучшить точность по сравнению с обычным взвешивающим ЦАП, так как сравнительно просто изготовить набор прецизионных элементов с одинаковыми параметрами. Недостатком метода является более низкая скорость вследствие паразитной емкости;

сегментный ЦАП содержит по одному источнику тока или резистору на каждое возможное значение выходного сигнала. Так, например, восьмибитный ЦАП этого типа содержит 255 сегментов, а 16-битный — 65535.

гибридные ЦАП используют комбинацию перечисленных выше способов. Большинство микросхем ЦАП относится к этому типу; выбор конкретного набора способов является компромиссом между быстродействием, точностью и стоимостью ЦАП.

Характеристики:

Разрядность — количество различных уровней выходного сигнала, которые ЦАП может воспроизвести. Обычно задается в битах.

Максимальная частота дискретизации — максимальная частота, на которой ЦАП может работать, выдавая на выходе корректный результат.

Монотонность — свойство ЦАП увеличивать аналоговый выходной сигнал при увеличении входного кода.

Динамический диапазон — соотношение наибольшего и наименьшего сигналов, которые может воспроизвести ЦАП, выражается в децибелах.

Статические характеристики:

Дифференциальная нелинейность характеризует, насколько приращение аналогового сигнала, полученное при увеличении кода на 1 младший значащий разряд (МЗР), отличается от правильного значения;

Интегральная нелинейность характеризует, насколько передаточная характеристика ЦАП отличается от идеальной.

усиление;

смещение.

Частотные характеристики:

Отношение сигнал/шум+искажения характеризует в децибелах отношение мощности выходного сигнала к суммарной мощности шума и гармонических искажений;

Коэффициент i-й гармоники характеризует отношение i-й гармоники к основной гармонике;

Коэффициент гармонических искажений — отношение суммарной мощности всех гармоник (кроме первой) к мощности первой гармоники.