4.2.4 Области применения ацп.

Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи могут использоваться, при построении линий задержки аналоговых сигналов. Структура варианта такого устройства приведена на рис. 4.114. Под действием устройства управления УУ коды выборок входного напряжения заносятся в ячейки оперативного запоминающего устройства ОЗУ и могут храниться там требуемое время.

При считывании из ОЗУ коды выборок преобразуются ЦАП в аналоговый сигнал. Если считывание производить с частотой отличающейся от частоты дискретизации, то реализуется сжатие или растяжение сигнала во времени. Начав считывание с последнего поступившего отсчета можно получить зеркальную копию входного сигнала.

АЦП широко используются в составе систем сбора данных. Такие системы выполняются в виде интегральных схем и содержат: аналоговый мультиплексор, масштабирующий усилитель с программируемым коэффициентом усиления, АЦП со встроенной схемой УВХ и источником опорного напряжения, оперативное запоминающее устройство, схему управления и буфер вывода данных (рис. 1.115).

Такие системы позволяют представлять в цифровой форме сигналы, поступающие с множества датчиков для их дальнейшей обработки. Посредством мультиплексора выбирается требуемый сигнал. Устройство управления может менять коэффициент усиления масштабирующего усилителя для выравнивания уровней аналоговых сигналов с различных входов. Полученные в АЦП коды запоминаются в ОЗУ и далее могут передаваться на внешнюю шину в параллельном или последовательном виде. Часто в качестве устройства памяти используется стек типаFIFO.

АЦП и ЦАП встраиваются во многие разновидности современных микроконтроллеров и являются непременным атрибутом программируемых аналоговых интегральных схем. Их использование позволяет применять цифровые методы для реализации процедур преобразования и обработки аналоговых сигналов.

Контрольные вопросы.

1. Присутствует ли в цифроаналоговых преобразователях ошибка квантования?

2. Каким образом можно достигнуть совмещения начальной и конечной точек выходных характеристик реального и идеального ЦАП?

3. У какого из цифроаналоговых преобразователей 10 или 12 разрядного, выполненных на элементах с одинаковым быстродействием и величиной опорного напряжения, время установления будет меньше?

4. Чему равно значение ЕМР 12 разрядного ЦАП при вольта?

5. Какой может быть максимальная амплитуда выброса в 4 – х разрядном ЦАП с величиной опорного напряжения 16 вольт?

6. Сколько резисторов содержит цепочка R-2R 10 - разрядного ЦАП?

7. Преимущества обращенного включения цепочек R-2R в цифроаналоговых преобразователях.

8. Какие ЦАП относятся к группе умножающих?

9. Что такое апертурная ошибка, как уменьшить ее влияние на погрешности аналого-цифрового преобразования?

10. Сколько компараторов потребуется для построения 8 - разрядного параллельного АЦП?

11. В каком виде формируется выходной код сигма-дельта АЦП?

12. На сколько бит за такт меняется значение выходного кода следящего АЦП при отсутствии срывов слежении?

13. Во сколько раз время преобразования 10 разрядного АЦП последовательного приближения меньше, чем в АЦП той же разрядности со ступенчатым пилообразным напряжением?

14. Чем объясняется эффект компенсации помехи в интегрирующем АЦП?

15. Будет ли в АЦП двойного интегрирования компенсироваться помеха от сети переменного тока, если время интегрирования входного сигнала равно 10 мС?

16. Требуется ли применение УВХ в интегрирующих АЦП?

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

1. Программируемые логические интегральные схемы….. 3

   1. Принципы обработки цифровых данных…………... 3

   2. Способы реализации логических функций………… 8

   3. Принципы построения и элементы

программируемых логических интегральных схем…….. 15

4. Периферийное сканирование цифровых

устройств………………………………………………….. 28

2. Периферийные узлы цифровых устройств………………. 33

3. Системы отображения цифровой информации…………. 37

   1. Способы управления одиночными светодиодными

индикаторами ……………………………………………… 37

2. Системы отображения многоразрядных

цифровых данных ………………………………………… 41

3. Жидкокристаллические индикаторы и способы

управления ими…………………………………………….. 47

4. Цифроаналоговые и аналого-цифровые

преобразователи.………………………............................... 57

1. Цифроаналоговые преобразователи…………………. 63

   1. основные параметры и характеристики.............. 63

   2. принципы построения ЦАП прямого

преобразования......................................................... 65

1. умножающие ЦАП................................................... 86

2. ЦАП с косвенным преобразованием....................... 89

3. области применения ЦАП....................................... 93

1. Аналого-цифровые преобразователи …....................... 95

   1. основные параметры и характеристики.............. 95

   2. АЦП с непосредственным преобразованием

параллельные АЦП................................................... 100

параллельно-последовательные АЦП..................... 102

последовательные АЦП........................................... 104

АЦП с коммутируемыми конденсаторами 116

3. АЦП с косвенным преобразованием....................... 119

интегрирующие..................................................... .. 119

АЦП с преобразованием напряжение – частота 128

сигма-дельта АЦП................................................... 131

4. области применения АЦП....................................... 134

Список литературы.

1. Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре.- Л.: Энергоатомиздат, 1986.- 280 с., ил.

2. Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учебник для вузов. - М.: Горячая линия – Телеком, 2000. – 768 с.: ил.

3. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник М.: Радио и связь, 1987.- 252 с., ил.

4. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ – Санкт – Петербург, 2000.- 528 с.: ил.

5. Схемотехника электронных систем. Цифовые устройства/ Авторы: В.И. Бойко, А.Н. Гуржий и. др. – Саб.: БХВ - Петербург, 2004. – 512 с.: ил.

6. Схемотехника электронных систем. Аналоговые и импульсные устройства/ Авторы: В.И. Бойко, А.Н. Гуржий и. др. – Саб.: БХВ - Петербург, 2004. – 496 с.: ил

7. Грушвицкий Р.И., Мурсаев А.Х., Угрюмов Е.П. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики. - СПб.: БХВ - Петербург, 2002. - 608 с.: ил.

8. Стешенко В.Б. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов.- М.: ДОДЭКА, 2000. - 128 с.

9. Гнатек Ю.Р., Справочник по цифроаналоговым и аналогоцифровым преобразователям: Пер. с англ./ Под. ред. Ю.Р. Рюжина._М.: Радио и связь, 1982.- 552 с.,ил.

10. Федорков Б.Г., Телец В.А., Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применению -М.: Энергоатомиздат, 1990.- 320 с.: ил.

11. Микросхемы для АЦП и ЦАП. - М.: Изд. дом «Додэка ХХI» 2005.- 426 с: ил.