Исследование АЦП двухтактного интегрирования. Емельянов А.В - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВолгГТУ | Волгоград

Составители: 

Рубрика: 

2.2. АЦП двухтактного интегрирования
Метод двойного интегрирования заключается в следующем: вначале раз-
ряженный интегрирующий конденсатор заряжают определенное время то-
ком, пропорциональным измеряемому напряжению, а затем разряжают опре-
деленным током до нуля. Время, в течение которого происходит разрядка
конденсатора, будет пропорционально измеряемому напряжению. Это время
измеряют с помощью счетчика импульсов; с его выхода сигналы подают на
вход цифровой управляющей системы или на индикатор.
Рассмотрим работу АЦП подробнее. Он состоит (рис. 1) из аналоговой и
цифровой частей. Аналоговая содержит электронные ключи S1 – S9, буфер-
ный операционный усилитель (ОУ) DA1, работающий в режиме повторителя,
ОУ DA2 - интегратор, а также компаратор DA3. В цифровую часть входят ге-
нератор G1, логическое устройство DD1, счетчик импульсов CT, регистр па-
мяти RG с выходным дешифратором DC.
На входы АЦП подают измеряемое U
вх
и опорное U
oп
напряжения. Цикл
измерения (рис. 2) состоит из двух этапов интегрирования сигнала: (t
1
– t
2
) –
зарядки интегрирующего конденсатора (ЗИ) и (t
2
– t
3
) – разрядки интегри-
рующего конденсатора (РИ), а также этапа автоматической коррекции нуля
(АК). Каждому этапу соответствует определенная коммутация элементов
преобразователя, выполняемая ключами S1 – S9 на транзисторах структуры
МОП. На рис. 1 надписи у ключей обозначают этап, в течение которого "кон-
такты" замкнуты. Длительность каждого этапа пропорциональна периоду
тактовой частоты, которая определяется выражением , где f – час-
тота генератора G1.
4/ff
т
=
В течение первого этапа (t
1
– t
2
) (см. рис. 2), длящегося 1000 (для данной
работы) периодов тактовой частоты [5], входной сигнал через ключ S1 и бу-
ферный усилитель DA1 поступает на вход интегратора DA2. Это вызывает на
конденсаторе С
инт
накопление заряда, пропорционального и соответствую-
щего по знаку приложенному входному напряжению. Напряжение на выходе
Емельянов А.В., Шилин А.Н.
Исследование АЦП двухтактного интегрирования
ВолгГТУ, 2003
К О П И Я
                         2.2. АЦП двухтактного интегрирования
    Метод двойного интегрирования заключается в следующем: вначале раз-
ряженный интегрирующий конденсатор заряжают определенное время то-
ком, пропорциональным измеряемому напряжению, а затем разряжают опре-
деленным током до нуля. Время, в течение которого происходит разрядка




                                                     Я
конденсатора, будет пропорционально измеряемому напряжению. Это время
измеряют с помощью счетчика импульсов; с его выхода сигналы подают на
вход цифровой управляющей системы или на индикатор.
    Рассмотрим работу АЦП подробнее. Он состоит (рис. 1) из аналоговой и
                             ПИ
цифровой частей. Аналоговая содержит электронные ключи S1 – S9, буфер-
ный операционный усилитель (ОУ) DA1, работающий в режиме повторителя,
ОУ DA2 - интегратор, а также компаратор DA3. В цифровую часть входят ге-
нератор G1, логическое устройство DD1, счетчик импульсов CT, регистр па-
мяти RG с выходным дешифратором DC.
    На входы АЦП подают измеряемое Uвх и опорное Uoп напряжения. Цикл
измерения (рис. 2) состоит из двух этапов интегрирования сигнала: (t1 – t2) –
зарядки интегрирующего конденсатора (ЗИ) и (t2 – t3) – разрядки интегри-
рующего конденсатора (РИ), а также этапа автоматической коррекции нуля
(АК). Каждому этапу соответствует определенная коммутация элементов
КО

преобразователя, выполняемая ключами S1 – S9 на транзисторах структуры
МОП. На рис. 1 надписи у ключей обозначают этап, в течение которого "кон-
такты" замкнуты. Длительность каждого этапа пропорциональна периоду
тактовой частоты, которая определяется выражением f т = f / 4 , где f – час-
тота генератора G1.
    В течение первого этапа (t1 – t2) (см. рис. 2), длящегося 1000 (для данной
работы) периодов тактовой частоты [5], входной сигнал через ключ S1 и бу-
ферный усилитель DA1 поступает на вход интегратора DA2. Это вызывает на
конденсаторе Синт накопление заряда, пропорционального и соответствую-
щего по знаку приложенному входному напряжению. Напряжение на выходе

Емельянов А.В., Шилин А.Н.   Исследование АЦП двухтактного интегрирования   ВолгГТУ, 2003

Страницы