2.6.6 Классификация ацп

По временному процессу преобразования аналоговой величины в цифровуюАЦП делятся:

• последовательные

• параллельные

• последовательно-параллельные

По структуре построения АЦП:

• с применением ЦАП

• без ЦАП

Последовательные АЦП позволяют получить высокую разрядность, но обладают низким быстродействием. Параллельные АЦП обладают самым высоким быстродействием, что достигается усложнением схемы при увеличении разрядности. А это приводит к увеличению потребляемой мощности и резистора кристалла.

В последовательно-параллельных АЦП используется сочетание методов последовательного и параллельного преобразования. Это позволяет уменьшить объём параллельных преобразований и увеличить быстродействие последовательных. Однако их существенные недостатки: большое число линейных узлов, которые необходимо согласовать друг с другом; требования к точности привели к тому, что такие АЦП в интегральном исполнении практически не выпускаются.

АЦП в зависимости от области применения:

- преобразователи электрических величин (U,I,R)

- преобразователи интервалов времени

- преобразователи перемещений

- преобразователи следящего типа.

Наиболее экономичная и простая структурная схема АЦП с применением ЦАП:

Рисунок 2.49 Схема АЦП с применением ЦАП

Работа АЦП заключается в сравнении измеряемого аналогового напряжения (в нашем случае с амплитудой 3В) с аналоговым эквивалентом цифрового кода, поступающего с выхода ЦАП на второй вход компаратора. Таблица истинности показывает, как должен работать АЦП. На его выходе находится счётчик. На первой вход компаратора подаётся входной аналоговый сигнал, которое преобразуется в течение N тактов, а на второй вход – ступенчатый аналоговый сигнал с выхода АЦП.

Если , то тактовые импульсы через логическую схему “И“ поступают на вход счётчика. Счётчик подсчитывает прошедшие тактовые импульсы, увеличивая цифровой сигнал на выходе АЦП. Счёт продолжается до тех пор, пока напряжение на выходе ЦАП ( ) не превысит аналоговое входное напряжение.

Основными недостатками простейшей структуры АЦП является относительно невысокая точность и большое время преобразования.

2.6.7 Ацп последовательного приближения

Это один из наиболее распространённых методов построения АЦП. В таких АЦП код в резисторах результата меняется так, чтобы обеспечит по возможности быстрое уравновешивание входного U (или I) напряжением (или током), получаемым к резистору.

Рисунок 2.50 Схема АЦП последовательного приближения

Получив команду на выполнение преобразования от ГТИ, регистр последовательных приближений (РПП) устанавливает значение логической “1” в первом разряде запоминающего регистра и ЦАП. Если при этом , то компаратор напряжения (К) выдаёт в РПП команду оставить логическую “1” в первом разряде запоминающего регистра (ЗР) и подать на её значение во второй разряд ЦАП. Если после этого , то компаратор даёт команду РПП оставить логическую единицу во втором разряде ЗР и ЦАП и подать напряжение логической “1” на третий разряд.