2.Цап, ацп. Определение и примеры использования. Алгоритм работы и структурная схема ацп двойного интегрирования.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, ADC) — устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Как правило, АЦП — электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код. АЦП встроены в большую часть современной звукозаписывающей аппаратуры, поскольку обработка звука делается, как правило, на компьютерах; даже при использовании аналоговой записи АЦП необходим для перевода сигнала в PCM-поток, который будет записан на компакт-диск.
Аналого-цифровое преобразование используется везде, где требуется обрабатывать, хранить или передавать сигнал в цифровой форме.
Быстрые видео АЦП используются, например, в TV-тюнерах.
Медленные встроенные 8, 10, 12 или 16-битные АЦП часто входят в состав микроконтроллеров.
Очень быстрые АЦП необходимы в цифровых осциллографах.
Современные весы используют АЦП с разрядностью до 24 бит, преобразующие сигнал непосредственно от тензометрического датчика.
АЦП входят в состав радиомодемов и других устройств радиопередачи данных, где используются совместно с процессором ЦОС в качестве демодулятора.
Так же сверхбыстрые АЦП используются в антенных системах базовых станций (в так называемых SMART-антеннах) и в антенных решётках РЛС.
В электронике цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — устройство для преобразования цифрового (обычно двоичного) кода в аналоговый сигнал (ток, напряжение или заряд). Цифро-аналоговые преобразователи являются интерфейсом между дискретным цифровым миром и аналоговыми сигналами.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) производит обратную операцию. ЦАП применяется всегда, когда надо преобразовать сигнал из цифрового представления в аналоговое, например, в проигрывателях компакт-дисков (Audio CD).
Принцип работы АЦП двойного интегрирования заключается в заряде конденсатора входным напряжением зафиксированное время и разряде этого конденсатора до нуля. Таким образом, преобразование сигнала в цифровой код состоит из двух этапов: накопление заряда и разряд конденсатора. В начальный момент времени выход интегрирующей цепочки равен нулю. Затем аналоговый ключ S1 соединяет входное напряжение с входом интегратора на определенный период времени tINT. Полярность и уровень сигнала на выходе интегратора пропорциональна входному сигналу. Фаза деинтегрирования начинается по прошествию tINT. Во время второй фазы ключ S1 соединяет опорное напряжение (полярность которого противоположна полярности входного напряжения) с входом интегратора, в это же время встроенный в АЦП таймер начинает отсчет времени. Отсчет времени продолжается до тех пор, пока выход компаратора не изменит своё значение на противоположное. Таймер останавливается, при этом его показания пропорциональны входному напряжению. Главное преимущество АЦП двойного интегрирования – нечувствительность к помехам. Во время измерения шум усредняется, при этом действующее значение шума равно нулю. Таким образом, ошибка показаний АЦП двойного интегрирования, связанная с наличием шумов во входном сигнале, практически равна нулю.
Структурная схема АЦП двойного интегрирования с микропроцессором:
