Содержание

Введение 3

1. Принципы и методы работы АЦП 5

1.1 Общий принцип работы АЦП 5

1.2 Метод Oversampling 7

1.3 Прочие методы АЦП 8

2. Основные функциональные и технические характеристики АЦП 10

2.1 Структура АЦП 10

2.2 Квантование амплитуды аналогового сигнала 10

2.3 Разрешение и разрядность АЦП 13

2.4 Ошибки квантования 14

2.4.1 Нелинейность 15

2.4.2 Апертурная погрешность (джиттер) 15

2.4.3 Примеры определения ошибок квантования 17

2.5 Частота дискретизации АЦП 19

3. Классификация АЦП 21

3.1 Параллельные АЦП прямого преобразования 21

3.2 Параллельно-последовательные АЦП прямого преобразования 23

3.3 Последовательные АЦП прямого преобразования 24

3.4 АЦП последовательного приближения или АЦП с поразрядным уравновешиванием 25

3.5 АЦП дифференциального кодирования 28

3.6 АЦП сравнения с пилообразным сигналом 28

3.7 АЦП с уравновешиванием заряда 29

3.8 АЦП с промежуточным преобразованием в частоту следования импульсов 31

3.9 Сигма-дельта-АЦП 31

3.10 Коммерческие АЦП 33

Заключение 35

Список литературы 37

Введение

На современном этапе в развитии телефонии, радиовещания, телевидения, записи и воспроизведения звука существует определенная тенденция к переходу на цифровую форму представления информации. Большинство первичных сигналов, таких, как ток, напряжение, скорость, давление и др. представляются в аналоговой форме, и для того, чтобы обработать их с помощью ЭВМ, нужно эти сигналы преобразовать в цифровой n-разрядный код.

Такое преобразование осуществляется с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, англ. Analog-to-digital converter, ADC) - устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Как правило, АЦП - электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код. Тем не менее, некоторые неэлектронные устройства с цифровым выходом, следует также относить к АЦП, например, некоторые типы преобразователей угол-код. Существуют различные методы аналого-цифрового преобразования, реализующие различные алгоритмы функционирования и соответствующие структуры технической реализации.

Практическая реализация схем АЦП может быть выполнена на основе одной или нескольких микросхем в зависимости от используемой серии микросхемы и характеристик преобразователя (разрядности, быстродействия и т.д.).

Часто требуется преобразовать аналоговый сигнал в число, пропорциональное амплитуде сигнала и наоборот. Это играет важную роль в тех случаях, когда компьютер или процессор регистрируют или контролируют ход эксперимента или технологического процесса, или всякий раз, когда цифровая техника используется для выполнения традиционно аналоговой работы. Аналого-цифровое преобразование следует использовать в областях, где для обеспечения помехоустойчивой и шумозащищенной передачи аналоговая информация преобразуется в промежуточную цифровую форму (например, "цифровая звукотехника" или импульсно-кодовая модуляция). Это требуется в самых разнообразных измерительных средствах (включая обычные настольные приборы типа цифровых универсальных измерительных прибором и более экзотические приборы, такие, как осциллографы с цифровой памятью), а также в устройствах генерации и обработки сигналов, таких, как цифровые синтезаторы колебаний и устройства шифрования данных.

И, наконец, техника преобразования является существенной составляющей способов формирования аналоговых изображений с помощью цифровых средств, например, показаний измерительных приборов или двух координатных изображений, создаваемых компьютером. Даже в относительно простой электронной аппаратуре существует масса возможностей для применения аналого-цифрового преобразования.