4. Ацп с параллельным преобразованием.

Этот тип АЦП обладает наибольшим быстродействием. Его принцип действия основан на параллельном, т.е одновременном сравнении измеряемого напряжения с заданном набором уровней квантования.

Работа схемы.

Источник опорного напряжения (ИОН) задает необходимый набор уровней сравнения. Каждый уровень сравнения подается на свое сравнивающее устройство (СУ). При подаче входного напряжения, СУ, для которых входное напряжение выше, выдают на своем выходе сигнал. Дешифратор (Деш) анализирует состояние выхода всех СУ и выдает код, соответствующий входному напряжению.

Данный тип АЦП применяют для реализации грубых, но быстродействующих АЦП.

Технические характеристики:

Быстродействие - 100 МГц ( преобразований в секунду).

Погрешность больше 1 [знак процента] (4[знак точка_деленная_на_точку]10 [знак процента])

Недостатки:

Большая стоимость.

Низкая точность.

26. Структурные схемы и принцип действия цифровых вольтметров

c времяимпульсным, кодо-импульсным и частотно-импульсным преобразователями. Погрешности измерения.

При измерении постоянного напряжения оно может поступать на выходное устройство непосредственно или через фильтр, необходимый для подавления помех промышленной частоты 50 Гц и ее гармоник. Входное устройство обеспечивает высокоомный вход и и расширение пределов измерения. С его выхода аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) "напряжение - код ", а цифровой код с выхода последнего на цифровое отчетное устройство, а также на цифровой выход.

Метрологические характеристики ЦВ определяются видом используемого АЦП. Поэтому ЦВ классифицируется в соответствии с применяемым видом АЦП, из которых наибольшее применение получили преобразователи:

1) время-импульсные

А) с генераторами линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН)

Б) с двухтактным интегрированием

2) частотно-импульсные;

3) кодо-импульсные.

Погрешности меры:

В вольтметрах различных типов применяются разнообразные меры, что обусловлено принципом построения прибора:

А) ЦВ с времяимпульсным преобразованием:

Мерой служит кварцевый генератор счетных импульсов, с помощью которых измеряется интервал времени. Следовательно, погрешность меры - это нестабильность частоты кварцевого генератора.

Б) ЦВ с кодоимпульсным преобразованием:

Мера - источник образцовых напряжений. Ее погрешности обусловлены недостаточной точностью и нестабильностью образцовых напряжений.

В) ЦВ с частотноимпульсным преобразованием:

Мерой является кварцевый генератор образцового интервала времени, используемого для измерения среднего за интервал значения частоты. Поэтому погрешности меры те же, что и у вольтметра с времяимпульсным преобразованием (нестабильность частоты кварцевого генератора).

Погрешность преобразования:

А) ЦВ время-импульсного типа с ГЛИН:

При преобразовании измеряемого напряжения в пропорциональный ему интервал времени возникает погрешность связанная с нелинейностью и непостоянством скорости измерения пилообразного напряжения, погрешностями сравнивающего устройства и формирования стробирующего импульса.

Б) для ЦВ время-импульсного типа с двухтактным интегрированием:

Определяется погрешностью интегратора, нестабильностью образцового напряжения, погрешностями сравнивающего устройства.

В) ЦВ с частотно-импульсным преобразованием рассматриваемая погрешность - это погрешность преобразования напряжения в частоту.

Г) ЦВ с кодо-импульсным преобразованием:

Зависит от погрешности сравнивающего устройства (от чувствительности и стабильности порога срабатывания).

Погрешность дискретности присуща впемя-импульсным методам измерения напряжения. Характерна для вольтметра с частотно-импульсным преобразованием и появляется после преобразования напряжения в частоту. Она возникает из-за того что моменты появления счетных импульсов не синхронизированы с фронтом и срезом заполняемых ими временных ворот.

В реальной схеме непосредственно подсчитвываются счетные импульсы, а не периоды их следования и поэтому округление может производиться как в сторону большего так и в сторону меньшего значений. Максимальная величина абсолютной погрешности составляет один период следования счетных импульсов, то есть единицу младшего разряда счета.