Электронные промышленные устройства. Кузнецов Б.Ф. - 122 стр.

122

                       3.2. АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

                         Ключевые понятия раздела
                          Статические параметры АЦП, эффективная разрешающая способность.
                          Апертурная погрешность, джиттер. Устройство выборки хранения. Последо-
                          вательные АЦП: единичное приближение; двоично-взвешанное приближение;
                          промежуточное преобразование; двухтактное интегрирование. Сигма-дельта
                          АЦП. Преддескритезация. Параллельные АЦП: считывание; последовательно-
                          параллельные; конвеерные.

       Устройство, осуществляющее автоматическое преобразование (измерение и кодирование)
непрерывно изменяющихся во времени аналоговых значений в эквивалентные значения числовых
кодов, называется аналого-цифровымпреобразователем (АЦП). Преобразование обеспечивает со-
ответствие дискретного отсчета      значению кода    . Количественная связь для любого мо-
мента времени , определяется соотношением:
                                                        ,

где     — погрешность преобразования на данном шаге (ошибка квантования или шум квантова-
ния), а  – шаг квантования (или аналоговый эквивалент LSB).
      АЦП являются устройствами, принимающими входные непрерывные сигналы от аналого-
вых устройств и выдающими на выходе соответствующие им цифровые сигналы, пригодные для
работы с микроконтроллером и другими цифровыми устройствами.
      АЦП, так же как и ЦАП, широко применяются в различных областях, являясь неотъемлемой
составной частью цифровых измерительных приборов, систем и устройств обработки и отображе-
ния информации, автоматических систем контроля и управления, устройств ввода–вывода инфор-
мации микрокнтроллера и т. д.
      Основные параметры АЦП (диапазон изменения, временные параметры, статические по-
грешности) имеют тот же смысл, что и соответствующие параметрыЦАП, рассмотренные во вто-
рой части лекций. Поэтому рассмотрим только некоторые характерные особенности параметров
АЦП.


                             3.2.1. Статические параметры АЦП

      Физически процесс аналого-цифрового преобразования состоит из квантования и кодирова-
ния.Процесс квантования аналогового значения приводит к возникновению ошибки квантования
(шума квантования), максимальное значение которой         единицы младшего разряда (        LSB)
преобразователя.
      На рис. 3.15, а, приведена характеристика преобразования, а на рис. 3.15, б — график ошиб-
ки квантования трехразрядного АЦП для нормированного входного сигнала.




          Рис. 3.15. Характеристика квантования АЦП (а) и график ошибки квантования (б)