Схемотехника цифровых, аналого-цифровых и цифро-аналоговых устройств. Корнев Е.А. - 92 стр.

UptoLike

Составители: 

92
7.2 Практикум "Аналого-цифровые преобразователи"
Целью практикума является:
-изучение состава и алгоритмов работы нескольких разновидностей
АЦП;
- детальное изучение и работа с АЦП поразрядного уравновешивания;
- получение временных диаграмм, поясняющих алгоритм работы АЦП;
- получение статистических распределений (спектров) случайных и де-
терминированных сигналов;
- вычисление статистических параметров спектров амплитуд случайных
сигналов.
7.2.1 Структурные схемы и принципы действия АЦП
7.2.1.1 АЦП представляют собой устройства, преобразующие амплитуду
(уровни) или другие параметры аналоговых сигналов различной природы в
цифровой вид. "Аналого-цифровые преобразователи" позволяют вводить ин-
формацию, содержащуюся в массиве аналоговых сигналов, поступающих от
датчиков, измерительных приборов и других устройств, в цифровые вычисли-
тельные или управляющие устройства, блоки и системы, в которых произво-
дится обработка цифровой информации.
К настоящему времени разработаны и широко применяются несколько
основных разновидностей АЦП:
- АЦП двойного интегрирования;
- АЦП последовательного счета;
- АЦП поразрядного уравновешивания (последовательного приближе-
ния);
-АЦП параллельного действия.
Основными параметрами преобразователей являются: динамический
диапазон входных сигналов, передаточная характеристика преобразования,
число уровней квантования, цена младшего значащего разряда (МЗР) преобра-
зования (ширина канала), быстродействие, погрешности преобразования (диф-
ференциальная и интегральная нелинейности преобразования).
7.2.1.2 Из всех видов АЦП наиболее простыми по принципу действия, но
и наиболее сложными по конструктивной и технологической выполнимости
являются АЦП параллельного действия.
На рисунке 7.6 представлена структурная схема АЦП параллельного
действия, который содержит: источник опорного напряжения (Uоп), делитель
опорного напряжения (R1-Rn), n компараторов (K1-Kn) равное числу уровней
квантования, шифратор унитарного кода в двоичный код (D1). Каждый компа-
ратор имеет входной дифференциальный каскад с двумя входами: инверти-
рующим и неинвертирующим. АЦП параллельного действия работает следую-
щим образом. Делитель напряжений задает ряд опорных напряжений на всех,
например, инвертирующих входах компараторов. Опорное напряжение на лю-
бом из компараторов определяется из выражения:
       7.2 Практикум "Аналого-цифровые преобразователи"

       Целью практикума является:
       -изучение состава и алгоритмов работы нескольких разновидностей
АЦП;
      - детальное изучение и работа с АЦП поразрядного уравновешивания;
      - получение временных диаграмм, поясняющих алгоритм работы АЦП;
      - получение статистических распределений (спектров) случайных и де-
терминированных сигналов;
      - вычисление статистических параметров спектров амплитуд случайных
сигналов.

       7.2.1 Структурные схемы и принципы действия АЦП
      7.2.1.1 АЦП представляют собой устройства, преобразующие амплитуду
(уровни) или другие параметры аналоговых сигналов различной природы в
цифровой вид. "Аналого-цифровые преобразователи" позволяют вводить ин-
формацию, содержащуюся в массиве аналоговых сигналов, поступающих от
датчиков, измерительных приборов и других устройств, в цифровые вычисли-
тельные или управляющие устройства, блоки и системы, в которых произво-
дится обработка цифровой информации.
      К настоящему времени разработаны и широко применяются несколько
основных разновидностей АЦП:
      - АЦП двойного интегрирования;
      - АЦП последовательного счета;
      - АЦП поразрядного уравновешивания (последовательного приближе-
ния);
      -АЦП параллельного действия.
      Основными параметрами преобразователей являются: динамический
диапазон входных сигналов, передаточная характеристика преобразования,
число уровней квантования, цена младшего значащего разряда (МЗР) преобра-
зования (ширина канала), быстродействие, погрешности преобразования (диф-
ференциальная и интегральная нелинейности преобразования).
      7.2.1.2 Из всех видов АЦП наиболее простыми по принципу действия, но
и наиболее сложными по конструктивной и технологической выполнимости
являются АЦП параллельного действия.
      На рисунке 7.6 представлена структурная схема АЦП параллельного
действия, который содержит: источник опорного напряжения (Uоп), делитель
опорного напряжения (R1-Rn), n компараторов (K1-Kn) равное числу уровней
квантования, шифратор унитарного кода в двоичный код (D1). Каждый компа-
ратор имеет входной дифференциальный каскад с двумя входами: инверти-
рующим и неинвертирующим. АЦП параллельного действия работает следую-
щим образом. Делитель напряжений задает ряд опорных напряжений на всех,
например, инвертирующих входах компараторов. Опорное напряжение на лю-
бом из компараторов определяется из выражения:

                                                                       92