Основні методи аналогово-цифрового перетворювання ( методи ацп )
Перетворювання аналогової величини у цифровий код здійснюється шляхом порівняння її з деяким набором дискретних еталонних значень. Ці значення завжди мають однакову природу із величиною , яка перетворюється. У відповідності з цими крітеріями АЦ-перетворювання у часі розрізняють 3 метода:
1) Метод послідовної лічби.
Сутність
метода полягає в послідовному порівнянні
у часі невідомої величини Х*n
із відомою
однорідною мірою ΔХ. Процес порівняння
припускає дискретну участь у ньому
міри. Якщо вибрати ΔХ рівним одиниці
вимірювання Х, то кількість таких квантів
n
буде одиничним кодом значення величини,
яка вимірюється.
,
де
n
– кількість квантів;
— деяка похибка, визначається як
Таким чином величина не перевищує кроку квантування.
Цей метод найбільш просто апаратно реалізується , але має малу швидкодію. Застосовується у цифрових вольтметрах постійного струму, цифрових системах для постійної напруги або напруги, що повільно змінюється.
2) Метод порозрядного врівноважування (метод зважування).
При
такому методі для порівняння
використовуються різновеликі кванти,
які рівносильні деякому набору із К
елементарних квантів .
Метод є параллельно-послідовним. Він
дозволяє отримати значний виграш у
швидкодії (
перетворювань за секунду) і знайшов
широке застосування у побудові ЦИП.
Метод одночасного порівнювання (одночасного зчитування).
Виконується одночасне порівняння величини, яка вимірюється, із великою кількістю різновеликих квантів, тобто вхідний сигнал Х*n порівнюється із набором мір і, значення яких підібрани у відповідності із визначеним правилом. Вихідний код утворюється по номеру найближчого значення і. Одночастність метода означає паралельність ввімкнення усіх квантів у процесі порівняння.
Це самий швидкодіючий метод. Він дозволяє отримати частоту перетворення 100 – 200 МГц, але схемна реалізація цього методу дуже складна.
Найбільш розповсюджені прилади, які працюють по гібрідному принципу, вони реалізують сполучення методів зчитування та порозрядного врівноважування .
Ціфро-аналогові перетворювачі (ЦАП)
Перетворювання цифрових кодів у аналоговий сигнал необхідно для формування аналогових сигналів довільної форми по вхідним кодовим комбінаціям. Стандартним засобом для перетворення інформації із коду у аналоговий сигнал є сітка з прецізіонних опорів, яка комутується електронними ключами, що керуються цифровим кодом.
Схема ЦАП складається з джерела опорної напруги (температурно-стабілізованого стабілітрона), матриці двійково-вагових прецізіонних резисторів та набору елктронних ключів-комутаторів. У відповідності із сигналами, які подані, стається відкривання ключів та вихідна суммуюча шина дістає двійково-ваговий додаток по струму.
При вмиканні у схему операційного підсилювача можна перетворити ЦАП із струмовим виходом в ЦАП із виходом по напрузі. У наш час використовуються ЦАП в інтегральному виконанні із дуже високими показниками по швидкодії, точністі та стабільності.