30) Структура и принципы работы параллельных ацп. Структура цап.

Наиболее высоким быстродействием обладает АЦП параллельного действия, схема которого приведена на рис.11.5. Основным элементом АЦП данного типа является делитель опорного напряжения, причем количество элементов R делителя равно числу уровней дискретизации преобразуемого входного напряжения. Компараторы K одновременно сравнивают входное напряжение с эталонами. Линейка триггеров T формирует двоичный код. Преобразователь кода CD снижает разрядность выходного кода с до b. Таком образом, преобразование осуществляется за один цикл операции сравнения.

Рис.11.5. Схема АЦП параллельного действия.

Недостатком данного вида АЦП является большое число компараторов, например, восьмиразрядный преобразователь должен содержать 256 компараторов. Микросхемы, реализующие АЦП параллельного типа, имеют от 8 до 12 разрядов и, обычно, для повышения разрядности в их конструкции предусматривается возможность соединения в параллельно-последовательные схемы.

Основными элементами ЦАП являются:

• резистивная матрица, с помощью которой формируются токи, соответствующие входному коду;

• источник опорного напряжения;

• токовые ключи, подключающие в соответствии с входным кодом цепи резистивной матрицы;

• согласующий операционный усилитель, преобразующий ток в напряжение.

На практике используются резистивные матрицы двух видов: цепочка двоично-взвешенных резисторов и многозвенная цепочка из резисторов двух номиналов (R-2R). Схема второго вида приведена на рис.11.7.

Рис.11.7. Схема ЦАП на основе R-2R цепочки.

31) Структура цифровых видеокамер и фотокамер. Цветовые схемы фпу.

Структурная схема видеокамеры приведена на рис.9.2.

Рис.9.2. Структурная схема видеокамеры.

Изображение проецируется оптической системой на матрицу фоточувствительных приборов с зарядовой связью ФПЗС, преобразуется в цифровой формат в АЦП, обрабатывается средствами контроллера видеокамеры (ВК) и фиксируется в накопителе информации на магнитной ленте НИМЛ. В зависимости от режима работы ВК информация может либо в процессе съемки, либо при воспроизведении подаваться на видео выход через ЦАП в телевизионном формате. Следует отметить, что преобразование в цифровой формат не является обязательным, то есть АЦП и ЦАП могут отсутствовать в некоторых моделях, но это ограничивает функциональные возможности ВК. Строчные и кадровые импульсы формируются из прецизионных частот генератора опорных частот ГОЧ. Автоматическая фокусировка и регулировка размера отверстия диафрагмы обеспечивается механизмами перемещения линзы МПЛ и изменения диафрагмы МИД. Качество и поле обзора контролируется оператором с помощью дисплея видоискателя ДВИ.

32)Фоточувствительные приборы с зарядовой связью. Фотоприемная матрица.

Оптическое изображение в современных видеокамерах и цифровых фотокамерах преобразуется в электрические сигналы с помощью приборов с зарядовой связью, расположенных на одном полупроводниковом кристалле в виде матрицы. Приборы с зарядовой связью (ПЗС) - это совокупность МДП структур (металл-диэлектрик-полупроводник), сформированных на общей подложке. На основе из монокристаллического кремния, покрытой диэлектрическим слоем окисла SiO₂ толщиной 0.1-0.15 мкм, формируется линейка алюминиевых электродов, имеющих ширину 3-7 мкм с зазором 0.2-3 мкм. Такие приборы имеют линейную или матричную регулярную структуру. Применяются ПЗС для преобразования оптических изображений в последовательность электрических импульсов.

Работа ПЗС основывается на особенности их структуры: области пространственного заряда соседних элементов перекрываются за счет малого расстояния между их электродами, что позволяет перемещать зарядовые пакеты от электрода к электроду в изолированном слое полупроводника. В начальной стадии зарядовый пакет сконцентрирован в области электрода, на который подано управляющее напряжение. На второй стадии подается управляющее напряжение на соседний электрод и часть зарядового пакета перетекает в область его влияния. Третья стадия состоит в снятии управляющего напряжения с первого электрода и окончательном перетекании зарядового пакета в область второго электрода. Таким образом, коммутация управляющих напряжений на линейке электродов, позволяет перемещать группы зарядовых пакетов в заданном направлении.

Фотоэлектрический ввод зарядовых пакетов в ФПЗС осуществляется путем освещения ее с тыльной стороны. Общий вид матрицы фоточувствительной ПЗС, показан на рис.9.3.

Рис. 9.3. Матрица ПЗС со строчно-кадровой организацией.