2.2.2. Модифицированный параллельный метод

Недостаток параллельного метода АЦ - преобразования состоит в том, что число

компараторов экспоненциально растет с увеличением разрядности кода на выходе. Так,

для 8- разрядного преобразователя требуется уже 255 компараторов. Можно существенно

уменьшить аппаратурные затраты, пойдя на снижение скорости АЦ - преобразования.

Такая возможность возникает при комбинированном использовании

параллельного и весового методов АЦ - преобразования.

Рассмотрим применение модифицированного метода при реализации 8-

разрядного преобразования, структурная схема которого приведена на рис.2.2.

При реализации модифицированного 8-разрядного преобразования на первом шаге

параллельно преобразуются четыре старших разряда кода. Результат представляет собой

грубо квантованное значение входного напряжения. С помощью ЦАП образуется

соответствующее аналоговое напряжение, которое вычитается из входного напряжения.

Остаток представляется в цифровой форме вторым 4-разрядным параллельным АЦП.

Если разность между грубо приближенным значением, полученным на первом шаге

преобразования, усилить в 16 раз, можно использовать два АЦ - преобразователя с

одним и тем же диапазоном входного напряжения. Различие между обоими

преобразователями заключается в требовании к точности: у первого АЦП она должна

быть почти такой же, как у 2-разрядного преобразователя, так как иначе полученная

разность не будет "годиться" для дальнейшего преобразования из-за недопустимо

больших ошибок. Грубо приближенная и точная выходные величины должны,

естественно, соответствовать одному и тому же входному напряжению U_a( t_i) . Из-за

наличия задержки сигнала в первой ступени возникает временное запаздывание сигнала

на выходе ЦАП. Поэтому при использовании этого способа входное напряжение с

помощью схемы выборки-хранения поддерживается постоянным до тех пор, пока не

будет получено все число. Код, формируемый на выходе преобразователя, соответствует

числу

Z = U_a/U_EMP = 255 U_a/U_оп

Вопрос №8. Ацп поразрядного уравновешивания (л1: р.2.2.3)

Аналого-цифровой преобразователь, работающий в соответствии с весовым методой,

представлен на рис.2.3.

Логическое устройство управления перед началом измерения записывает в память

нули, т.е. производит стирание информации. Непосредственно за этим в старшем разряде

устанавливается "1", так 1 7 Z = . Благодаря этому напряжение на выходе ЦАП составляет

U (Z) = 2⁷ U ЕМР

Это половина возможного диапазона преобразуемых сигналов. Если входное напряжение

Ua больше, чем эта величина, Z₇ = 1, если меньше - Z₇ = 0. Устройство управления

должно, следовательно переключить Z7 обратно в состояние нуля, если выходная

переменная К компаратора принимает значение "0". Непосредственно вслед за этим

остаток U_a-Z₇2⁷U_EMP

таким же образом сравнивается с ближайшим младшим разрядом и т.д.

После восьми подобных выравнивающих шагов в память записывается

двоичное число Z , из которого после цифро-аналогового преобразования получается

напряжение, соответствующее, U = ZU ЕМР следовательно,

Z= U_a/U_EMP

Если входное напряжение в течение времени преобразования изменяется, то необходимо

использовать схему выборки-хранения для промежуточного запоминания значений

отсчетов входного процесса, что обеспечивает формирование всех разрядов выходного

кода из одного и того же входного напряжения.