Ацп временного преобразования.

18. Принцип действия АЦП временного преобразования.

Принцип преобразования такого типа заключается в том, что входному напряжению U_вх ставится в соответствие временной интервал, длительность которого пропорциональна U_вх. Этот интервал заполняется импульсами стабильной частоты. Число их и пред­ставляет цифровой эквивалент преобразуемого напряжения.

20. Схема АЦП временного преобразования.

Схема, реализующая указанный принцип, изображена на рисунке ниже.

21. Работа АЦП временного преобразования.

Импульс с выхода генератора тактовых импульсов (ГТИ) обнуляет счетчик, запускает генератор линейно изменяю­щегося напряжения (ГЛИН) и переключает триггер в состояние Q=1. Сигналом Q =1 генератор счетных импульсов (ГСИ) через конъюнктор подключается к счетчику. Когда нарастающее напряжение ГЛИН станет равным преобразуемому напряже­нию U_вх, на выходе компаратора появится логическая 1, кото­рая переключит триггер в состояние Q = 0 и прервет связь ГСИ со счетчиком. Код, устанавливающийся на выходе счетчика,— цифровой эквивалент аналоговой величины (входного напряже­ния). С изменением U_вх изменяется и код на выходе счетчика.

Рис. 11 Схема АЦП временного преобразования

Временные диаграммы на рисунке иллюстрируют опи­санные процессы. На выходе триггера формируются «вре­менные ворота». Начало их соответствует тактовому импульсу, а конец — появлению 1 на выходе компаратора, когда насту­пает равенство U_глин = U_вх. Таким образом, длительность «временных ворот» пропорциональна значению входного напряжения. «Временные ворота» заполняются счетными импуль­сами стабильной частоты, поэтому их число пропорционально значению U_вх.

Ацп уравновешенных преобразований (ацп последовательного счёта).

22. Схема АЦП уравновешенных преобразований. (Рис. 12)

Рис. 12 АЦП уравновешенных преобразований

23. Работа АЦП уравновешенных преобразований.

Счётные импульсы поступают на счётчик СТ, на выходе которого формируется код с нарастающим весом. Этот код поступает на ЦАП, напряжение выхода которо­го возрастает. Пока данное напряжение меньше входного напряжения U_вх на вы­ходе компаратора (устройства сравнения напряжения) логическая единица "1" обеспечивает поступление счетных импульсов через элемент "И" на вход счет­чика СТ.

Когда выходное напряжение U_вых ЦАП станет равным входному напряжению U_вх, компаратор переключается и логический ноль через элемент “И” отсоединя­ет счетчик СТ от счетных импульсов.

Недостатком данной схемы является то, что у таких АЦП невысокое быстродействие.

Ацп последовательных приближений (Кодоимпульсный ацп).

24. Схема АЦП последовательных приближений. (Рис. 13)

АЦП подобна выше рассмотренной. Однако вместо счетчика СТ использу­ется регистр RG последовательных приближений.

26. Работа АЦП последовательных приближений.

Регистр вначале в старший раз­ряд засылает "1"(разряд с весом 8).

Результат операции 1000 поступает через ЦАП на вход компаратора. Если входное напряжение U_вх больше напряжения на выходе ЦАП (U_вх>U_ЦАП) "1"оста­ётся в разряде и в регистр RG засылает "1" в разряд с весом 4.

Если входное напряжение U_вх меньше напряжения на выходе ЦАП (U_вх<U_ЦАП),то старший разряд обнуляется, а логическая единица вновь засылается в разряд с весом 4 и т.д.

Рис. 13 АЦП последовательных приближений

Т.е. регистр RG "задаёт вопрос" больше или меньше цифровой код подаваемый на ЦАП входного напряжения U_вх, а компаратор отвечает на него.

Достоинствами схемы является:

0. высокое быстродействие;

1. можно увеличить разрядность кода при удовлетворительном быстродейс­твии, что приводит к увеличению точности преобразования.

В связи с этим, АЦП последовательных приближений наиболее широко распространены.

28. Параметры АЦП.

• диапазон изменения преобразуемой амплитуды входного напряжения;

• разрядность выходного двоичного кода;

• погрешность квантования преобразуемой величины;

• быстродействие, характеризуемое временем преобразования Т_пр входной величины

30. Применение АЦП и ЦАП.

1) Основное назначение АЦП и ЦАП - сопряжение аналоговых и цифровых уст­ройств друг с другом в системах сбора, передачи и обработки информации.

2) Для построения линий цифровой связи.

3) Для создания гибридных вычислительных машин.

4) В РПУ Р-719 (в блоке П-111 – частотном селекторе). Здесь применяется АЦП последовательных приближений (кодоимпульсные преобразователи), который преобразует амплитуду в код уровня.

Таким образом, наибольшее распространение получили кодоимпульсные преобразователи.