60. Ацп двухтактного интегрирования

АЦП двухтактного интегрирования предназначен для преобразования сигналов постоянного тока.

На рисунке 27.1 участок 1 – это участок на котором происходит заряд конденсатора С входным напряжением. Участок 2 – это участок, на котором происходит разряд конденсатора, при этом напряжение U_оп=const. Время t₁ – const, время t₂ изменяется. Из рисунка видно, что конденсатору с большей емкостью необходимо больше напряжение для зарядки, а при разряде, обе характеристики ведут себя одинаково.

Схема АЦП двухтактного интегрирования (рис. 27.2).

Рисунок 27.1 – Процесс работы преобразователя

Принцип работы устройства состоит в следующем: на первом этапе работы АЦП переключатель S₁ находится в верхнем положении, и на вход интегратора поступает постоянное входное напряжение. Напряжение на выходе интегратора нарастает по линейному закону. Длительность первого такта определяется:

Когда счетчик завершит полный цикл работы, и на его выходах устанавливаются все нули, на выходе дешифратора будет импульс, который установит RS-триггер в “1”. В результате переключатель S₁ переключится в нижнее положение и на вход интегратора будет подано опорное напряжение, знак которого противоположный знаку входного напряжения. Напряжение на выходе интегратора начинает уменьшаться по линейному закону. Когда U_вых интегратора упадет до 0. на выходе компаратора будет сформирован перепад напряжения из “0” в “1”. В этот момент в регистр записывается выходной код счетчика, который пропорционален Т₂ (рис.27.3). Выражение для выходного напряж. интегратора на первом такте:

при этом .

На втором такте: .

– Свойства ацп двухтактного интегрирования

Если в процессе работы АЦП возникает помеха, которая имеет периодический характер с частотой 50 Гц, то необходимо интервал Т₁ выбирать таким образом, чтобы на интервале Т₁ уложилось целое число периодов (кратных).

Например:

Интервал Т₁ – правильно выбранный период.

Пусть С с ростом температуры уменьшается. Тогда:

Из рисунка видно, что влияние температуры на свойства таких преобразователей отсутствует. Они используются для измерений малых значений напряжения и тока.

61. Ацп с промежуточным преобразованием напряжения в частоту

Рассмотрим структурную схему АЦП с промежуточным преобразованием напряжения в частоту.

ПНЧ – преобразователь напряжения в частоту с поочередным интегрированием. Г_эт – генератор прямоугольных импульсов. Ст – счетчик.

Приведем схему ПНЧ:

Опишем принцип работы устройства. Если на вход управления ключа подан “0” – то ключ разомкнут, если “1” – то ключ замкнут. Построим временные диаграммы работы схемы:

К огда ключ S₁ разомкнут, а ключ S₂ замкнут, происходит разряд конденсатора С₁. Напряжение на выходе первого интегратора растет по линейному закону, и когда оно достигнет U_оп , на выходе K1 произойдет перепад напряжения из “0” в “1”. RS-триггер установится в “1”, ключ S₁ замкнется, а S₂ разомкнется. Конденсатор С₁ будет быстро разряжаться через S₁, а конденсатор С₂ начнет заряжаться от источника входного напряжения. Когда U_u2=U_оп – на выходе K2 будет сформирован перепад из “0” в “1” и RS-триггер вернется в исходное состояние (“0”). S₁ разомкнется, а S₂ замкнется, и все процессы будут повторяться.

75