Сигма-Дельта ацп
Сигма- Дельта АЦП производят аналого - цифровое преобразование с частотой дискретизации во много раз превышающей требуемую и путем фильтрации оставляет в сигнале только нужную спектральную полосу.
Схема обычного интегратора представлена на рис.17.
Рис.17
Интегратор увеличивает порог, после компаратора поток 0,1,.. направляется к ЦАПу.
Если ток постоянный- после К изменений не происходит: 0,1,0,1,.., поток с большой частотой (см kfд), на выходе – 24 бита. Проводится оцифровка только разностей, а не всего сигнала (см рис.18).
Рис.18
Достоинства данного АЦП:
высокая точность;
хорошее разрешение;
относительно малая стоимость
Недостатки:
узкая полоса пропускания (подходит для «медленных» сигналов)
Диссимция – понятие обратное понятию дискретизация.
Ацп последовательного типа
Содержит компаратор, вспомогательный ЦАП и регистр последовательного приближения. АЦП преобразует аналоговый сигнал в цифровой за Nшагов, гдеN- разрядность АЦП. На каждом шаге определяется по одному биту искомого цифрового значения. Последовательность действий по определению очередного бита заключается в следующем. На вспомогательный ЦАП выставляется аналоговое значение, образованное из битов, уже определенных на предыдущих шагах, бит, который должен быть определен на этом шаге , выставляется в 1, более младшие биты установлены в 0. Полученное на вспомогательном ЦАП значение сравнивается с входным аналоговым значением . Если значение входного сигнала больше значения на вспомогательном ЦАП, то определяемый бит получает значение 1, в противном случае 0.
Рис.19
Данный АЦП обладает средними характеристиками (скорость, разрешение и др.).
Ацп двойного интегрирования
Центральное устройство – интегратор (интегрирование сигнала за определенный период).
Содержат генератор стабильного тока, компаратор, интегратор тока, тактовый генератор и счетчик времени. АЦП с уравновешиванием заряда (к ним относятся АЦП с двухстадийным интегрированием. На первом этапе значение входного сигнала преобразуется в ток, который подаётся на интегратор тока (заряд интегратора изначально равен нулю); этот процесс длится в течение времени Tа, где T — период тактового генератора, а — константа (большое целое число, определяет время накопления заряда). Когда накопление заряда закончено, вход интегратора отключается от входа АЦП и подключается к генератору стабильного тока. Полярность генератора такова, что он уменьшает заряд, накопленный в интеграторе. Процесс разряда длится до тех пор, пока заряд в интеграторе не уменьшится до нуля. Время разряда измеряется путём счета тактовых импульсов от момента начала разряда до достижения нулевого заряда на интеграторе. Посчитанное количество тактовых импульсов и будет выходным кодом АЦП. Можно показать, что количество импульсов n, посчитанное за время разряда, равно: n=UвхN(RI0)-1, где Uвх — входное напряжение АЦП, N — число импульсов, этапа накопления (определено выше), R — сопротивление резистора, преобразующего входное напряжение в ток, I0 — ток генератора стабильного тока. Таким образом, потенциально нестабильные параметры системы (прежде всего, ёмкость конденсатора интегратора) не входят в итоговое выражение.
Дополнительным достоинством является возможность построения преобразователей, нечувствительных к периодическим помехам (например, помеха от сетевого питания) благодаря точному интегрированию входного сигнала за фиксированный временной интервал.
Недостатком данного типа АЦП является низкая скорость преобразования. АЦП с уравновешиванием заряда используются в измерительных приборах высокой точности.
Рис.20
На рис.20 за промежуток а происходит зарядка конденсатора, за Т1 подключаем входной сигнал или опорное напряжение ( Uоп).
U0=-1/as*∫Uвхdt
Рис.21