Ацп развертывающего преобразования

АЦП развертывающего преобразования представляет собой, по сути дела, два последовательно включенных преобразователя: один преобразует напряжение в интервал времени, второй - интервал времени в код.

Принцип действия АЦП поясняется на рис. 47.

На вход компаратора подаются: входное напряжение , подлежащее преобразованию, и периодическое линейно нарастающее напряжение, гдеудовлетворяет условию ,- период. Компаратор вырабатывает импульсы: импульс- в моментначала линейного напряжения, и импульс- в момент, когда напряжениеu(t) сравнивается с напряжением . Таким образом выполняется первая ступень преобразования, а именно, преобразованиев интервал времени.

Точно на это время открывается ключ и пропускает сквозь себя импульсы стабилизированной частоты от генератора этой частоты в счетчик. В счетчике формируется код (двоичный или десятичный - в зависимости от устройства счетчика), который поступает в выходной регистр и далее через устройства интерфейса в компьютер. Поскольку длительность интервала времени прямо пропорциональна входному напряжению, количество этих импульсов равно

.

Длительность цикла преобразования АЦП развертывающего преобразования равна периоду пилообразного напряжения, а частота преобразования - частоте этого напряжения. Погрешность датирования отсчетов таких АЦП не превышает длительности цикла преобразования.

Ацп “частота - код”

АЦП подобного вида представляют собой основу для построения цифровых частотомеров, а также самостоятельных АЦП, предназначенных для ввода частоты или сигналов, модулированных по частоте, в компьютер. Принцип действия этого АЦП основан на определении частоты, как количества импульсов (или количества периодов периодического сигнала) в единицу времени, и поясняется на рис. 48.

Из входного периодического сигнала (например, синусоиды, как показано на рис. 48) формирователь образует последовательность импульсов, частота которых равна частоте входного сигнала. Ключ открывается на определенное время, которое задается генератором стабильной частоты и делителем частоты. Делитель частоты выполнен переключаемым с тем, чтобы иметь возможность изменять время измеренийв зависимости от измеряемой частоты и желаемой точности результата.

Счетчик накапливает прошедшие сквозь ключ импульсы в количестве и тем самым формирует код, двоичный или десятичный - в зависимости от его устройства. Двоичный код передается затем в выходной регистр и далее через устройства интерфейса, снабженные гальванической развязкой, - в компьютер.

Динамической характеристикой АЦП "частота - код" является время измерения. Погрешность датирования отсчетов подобных АЦП не превышает времени измерения.

Ацп “интервал времени - код”

АЦП данного типа применяются для преобразования в код интервала времени между двумя импульсами или длительности импульсов. В том числе подобные АЦП могут использоваться для преобразования в код периода периодического сигнала с дальнейшим вычислением частоты этого сигнала, как величины, обратной периоду. Такое преобразование занимает гораздо меньше времени, чем преобразование частоты в код. Принцип действия подобного АЦП показан на рис. 49.

В моменты начала и окончания интервала времени, подлежащего измерению, формирователь вырабатывает импульсы, которые поступают на вход триггера, открывающего ключ на время. За это время ключ пропускает на счетчикимпульсов от делителя стабильной частоты, и в этом счетчике формируется код, который затем передается в выходной регистр и далее через интерфейсное сопряжение и гальваническую развязку - в компьютер.

Длительность цикла преобразования такого АЦП равна длительности измеряемого интервала времени, и погрешность датирования отсчетов ее не превышает. В этом отношении применение подобных АЦП для измерения частоты путем измерения периода предпочтительнее, чем применение АЦП "частота - код".