Ацп параллельного преобразования (схема и принцип работы, основные преимущества и недостатки)
Схема:
# Применяются там, где не требуется аккумуляторного питания: осциллографы |
Принцип работы: Имеется матрица из компараторов в количестве 2n-1, где n – разряд На один вход подается аналоговый сигнал, на второй вход – опорное напряжение VREF. Это напряжение пропускается через делитель напряжения. На каждый из входов поступает своя часть напряжения в зависимости от текущего разряда. В зависимости от того, что поступает на вход компаратора, на выходе устанавливается: HIGH уровень – входное напряжение превышает опорное LOW уровень – входное напряжение ниже опорного Дешифратор собирает все данные и преобразовывает в n-битный цифровой код |
+ Высокая скорость преобразования (т.к. сигнал поступает на все компараторы одновременно)
− Низкое разрешение (иначе нужно слишком много компараторов)
− Высокое энергопотребление (каждый компаратор потребляет ток)
Ацп последовательного приближения (схема и принцип работы, основные преимущества и недостатки)
Схема: # Применяются во всех микроконтроллерах
Принцип работы:
Входной аналоговый сигнал поступает на УВХ (устройство выборки-хранения), чтобы зафиксировать данные, так как преобразование занимает время и на выходе могут измениться значения.
Далее сигнал поступает на компаратор, второй вход которого подключен к ЦАП. Компаратор управляет регистром ПП (регистр последовательного приближения), который составляет основу этого АЦП. Код с регистра ПП поступает на N-битный ЦАП и напряжение ЦАПа сравнивается с входным.
Как происходит преобразование?
В начальным момент времени регистр ПП сброшен в ноль. Далее устаналивается «1» в самом старшем разряде при первом такте, это как раз приходится на половину опорного напряжения. Компаратор на выходе указывает больше или меньше напряжение входного сигнала, чем выход ЦАП (на первом такте это половина опорного напряжения).
Выход ЦАП > входного сигнала => выход компаратора LOW => сброс бита в регистре.
Выход ЦАП < входного сигнала => выход компаратора HIGH => 1бит сохраняется в регистре.
Так перебираются все разряды.
+ Простая архитектура при высоком разрешении
− Требует N сравнений для достижения N-разрядного разрешения (снижает fD и вызывает ограничение по скорости преобразования)
Интегрирующие ацп (схема и принцип работы, основные преимущества и недостатки)
Схема: # применяются в измерительных приборах (мультиметры, вольтметры и прочее, там не нужна высокая частота дискретизации)
Принцип работы:
На интегратор через ключ подаем входной сигнал.
В начальный момент времени S1 замыкается и заряжается С, далее размыкаем S1 и замыкаем S2, тем самым обеспечиваем разряд конденсатора.
После интегратора идет компаратор для того, чтобы узнать, когда С разрядится до нуля. Счетчик считает время, за которое разрядится С. Результат будет преобразован в выходной код АЦП (сколько импульсов укладывается во время разрядки). ГТИ задает работу всей схемы.
+ подавление высокочастотного шума и фиксированных низких частот (50/60 Гц) – из-за интегрирования
− низкая входная пропускная способность
− ограничение fD