28)Структура и принципы работы ацп (последовательные и поразрядные).
АЦП последовательного счета требуют промежуточного преобразования входного напряжения во временной интервал, который затем трансформируется в соответствующий его длине код. Структурная схема такого АЦП приведена на рис.11.2.
Рис.11.2. Структура АЦП последовательного счета.
Преобразуемое напряжение Uвх подается на первый вход компаратора К, на второй вход поступает линейно изменяющееся напряжение, формируемое генератором ГЛИН. Компаратор, в момент совпадения величин входных напряжений, вырабатывает импульс, который поступает на генератор счетных импульсов ГСИ и прерывает процесс генерации. Генератор тактовых импульсов ГТИ формирует импульсы большой скважности, которые синхронизируют моменты начала генерации ГЛИН и ГСИ, а также сбрасывают счетчик СЧ, на выходе которого формируется код. Значения этого кода пропорциональны величине измеряемого напряжения Uвх.
Недостатком АЦП последовательного счета считается большое время измерения, пропорциональное величине 2b, где b - число двоичных разрядов преобразователя
Структурная схема АЦП поразрядного кодирования показана на рис.11.4. Преобразователи данного вида имеют постоянное время преобразования и высокую точность.
Рис.11.4. Структура АЦП поразрядного кодирования.
В АЦП поразрядного кодирования эталонное напряжение UЭТ формируется цифро-аналоговым преобразователем ЦАП на основе кода, поступающего из регистра последовательного приближения РПП. Компаратор К сравнивает эталонное напряжение UЭТ и измеряемое UВХ, результат сравнения поступает в РПП в качестве сигнала управления.
29)Структура и технические характеристики плат сбора измерительной информации (МИП).
Обобщенная структурная схема МИП(МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПЛАТЫ) представлена на рис.11.1.
Рис.11.1. Структурная схема многофункциональной
измерительной платы.
Контроллер МИП управляет элементами платы в соответствии с полученными от процессора командами и осуществляет информационный обмен с ЭВМ через интерфейс. Особенностью данного периферийного устройства является то, что частота измерительных выборок, во многих практически важных случаях, может превышать частоту работы процессора и его магистралей (например, измерение характеристик телевизионных трактов). Поэтому, МИП оснащается быстродействующим буферным ОЗУ, в котором накапливаются результаты измерений, а затем переносятся в ОЗУ ЭВМ. Входные буферные устройства ВБУ осуществляют гальваническую развязку с измеряемыми цепями и при необходимости усиление или ослабление входных сигналов, чтобы обеспечить линейность измерительных характеристик (или заданный характер их изменения).
Измерения аналоговых сигналов проводятся с помощью аналого-цифровых преобразователей АЦП. Наибольшим быстродействием обладают АЦП параллельного действия. Для повышения частоты измерений может использоваться несколько преобразователей для одного канала или применяются специальные методы, например, стробирование.
Выходной сигнал генератора сигналов произвольной формы синтезируется на основе последовательности цифровых кодов, подаваемых на цифро-аналоговый преобразователь ЦАП. Программное обеспечение МИП предоставляет пользователю стандартный набор форм выходного сигнала или позволяет задавать форму сигнала в виде дискретной последовательности. Развязка с нагрузкой и регулировка амплитуды выходного сигнала осуществляется регулируемым выходным усилителем РВУ. Масштаб времени базируется на периодических импульсах генератора прецизионной частоты ГПЧ.
В качестве типичного примера МИП можно перечислить основные характеристики плат М221 (4-х канальный осциллограф) и М321 (генератор сигналов произвольной формы):
количество разрядов ЦАП и АЦП (12-24);
количество коммутационных каналов (2-56);
полоса частот (2-200 МГц, для периодических сигналов 20 ГГц);
буферная память (4-128 Кбайт);
количество диапазонов входных напряжений (5);
наличие гальванической развязки