Комбіновані схеми ацп.

Комбінована паралельно-послідовна схема АЦП показана на рис.15.8. Дана схема є компромісом між швидкодією й об’ємом апаратних витрат.

Рис. 15.8. Комбінована схема АЦП

Принцип роботи даної схеми полягає в тому, що спочатку ми виділяємо цілу більшу частину числа (великий крок), а потім установлюємо з більшою точністю залишок.

Після першого АЦП одержуємо 4 старших розряди, на виході блоку віднімання маємо різницю вхідної напруги і напруги, отриманого шляхом зворотного перетворення вихідного коду першого АЦП. Частота перетворення таких АЦП забезпечує перетворення сигналів з частотою одиниць Мгц.

АЦП прямого преобразования

АЦП прямого преобразования являются являются наиболее простыми и часто встраиваются непосредственно в датчики. Рассмотрим преобразователь постоянного положительного напряжения в частоту (рис.15.9).

На DA1собран интегратор, а на DA2 – компаратор. Если Uout =+Uнас, то диод VD1 заперт и на выходе интегратора напряжение уменьшается по линейному закону со скоростью, определяемой амплитудой сигнала Ui. Как только напряжение на выходе DA1 достигнет значения –UнасR1/R2, компаратор переключается и на его выходе появляется напряжение – Uнас. При этом диод VD открывается и выходное напряжение интегратора быстро нарастает до значения +UнасR1/R2. Компаратор возвращается в первоначальное состояние и цикл повторяется. Частота циклов повторения fп будет прямо пропорциональна входному напряжению:

Рис.15.9. АЦП прямого преобразования

Схеми цап

ЦАП забезпечує перетворення коду в напругу.

ЦАП характеризується припустимою частотою зворотного перетворення f, числом розрядів К i похибкой перетворення.

Розрізняють статичну і динамічну похибку перетворень. До статичного відносять похибку методу перетворення, інструментальні похибки. Динамічна похибка визначається перехідними процесами в ланцюгах ЦАП.

Схема ЦАП на базі суматора.

Схема являє собою суматор на ОП (рис.15.10) с різними коефіцієнтами передачі по входах. Номінали резисторів розташовані в наступному порядку:

.

Кожному коду на вході відповідає своя комбінація ключів (їхнє положення). Якщо розряд дорівнює одиниці, то код підключений до джерела опорної напруги, якщо нуль, то земля. Нулі й одиниці можна подавати не ключами, а з виходів регістрів. Важливо мати стабільну опорну напругу, щоб вона не впливала на помилку молодших розрядів.

Сигнал на виході даної схеми

,

де a_i=0,1,2,...,K.

Основний недолік даної схеми – це необхідність використання резисторів у великому діапазоні номіналів. При цьому особливі вимоги пред'являються до точності номіналів. Погрішність вихідної напруги, обумовлена старшим розрядом повинна бути менше внеску у вихідну напругу молодшого розряду.

Рис. 15.10. Схема ЦАП на базі суматора

На виході ЦАП необхідно включати фільтри, що виділяють спектральні складові сигналу і придушують більш високочастотні складові.

Цап с матрицей r-2r

В ід зазначених недоліків вільні схеми ЦАП, що використовують матрицю резисторів R-2R. Схема такого ЦАП приведена на рис.15.11. Выходное напряжение схемы

.

Рис.15.11.ЦАП с матрицей резисторов R-2R