3.3. Типы аналого-цифровых преобразователей.

Преобразователи «аналог-код» можно классифицировать по многим признакам. Важнейшим признаком любого преобразователя является алгоритм преобразования. Поэтому естественно проводить классификацию преобразователей на основе принципа работы измерительной части преобразователя и принципа получения цифрового эквивалента.

В соответствии с классификацией по принципу работы измерительной части выделяют три основных типа АЦП, имеющих 1) прямое, 2) развертывающее и 3) следящее преобразование.

Рассмотрим эти три типа преобразования на примерах.

1. Прямое преобразование. Упрощенная структурная схема преобразователя «аналог-код» с прямым типом преобразования может иметь вид, показанный на рис. 21. Здесь УГ - управляемый генератор, частота следования выходных импульсов которого прямо пропорциональна преобразующему напряжению U_x(отсюда ясно название способа преобразования); Г – генератор эталонных импульсов. В каждом цикле преобразования этот генератор открывает схему совпадения & на определенное времяT=const, пропуская импульсы с УГ в счетчик. Таким образом, количество импульсов, зафиксированное счетчиком за времяT, пропорциональноU_x. По окончании интервала Т, генератор Г выдает сигналы считывания и сброса (установки всех разрядов счетчика в исходное состояние). Далее процесс повторяется снова. Основная трудность при реализации такого преобразователя заключается в создании генератора с линейной характеристикой «вход-выход» (т.е. зависимостью частоты выходных импульсов от преобразуемого напряжения).

Обычно электрический преобразователь напряжения в частоту следования импульсов строят по структурной схеме, показанной на рис. 22. Работа схемы иллюстрируется временными диаграммами (рис. 23).Интегрирующее устройство вырабатывает сигнал, пропорциональный . На второй его вход поступает сигнал с устройства возврата (УВ). По достижении порогасрабатывают пороговое устройство (ПУ), устройство формирования импульсов (УФИ) и УВ и происходит возврат интегратора в исходное состояние. Импульс на выходе схемы вырабатывается при каждом достижении порога:

, где- момент появленияk-го импульса,- момент

появления (k+1)-го импульса.

Трудность с обеспечением линейности характеристики преобразователя можно обойти, если перейти от преобразователя с прямым типом преобразования к АЦП с развертывающим типом преобразования.

2. Развертывающее преобразование (рис. 24).