Электронные промышленные устройства. Кузнецов Б.Ф. - 145 стр.

UptoLike

Составители: 

145
Очевидно, что используемые в этой схеме 4-разрядные АЦП и ЦАП должны обладать 8-
разрядной точностью, в противном случае возможен пропуск кодов, т.е. при монотонном нараста-
нии входного напряжения выходной код АЦП не будет принимать некоторые значения из своей
шкалы. Так же, как и в предыдущем преобразователе, входное напряжение многотактного АЦП во
время преобразования должно быть неизменным, для чего между его входом и источником входно-
го сигнала следует включить устройство выборки-хранения.
Быстродействие рассмотренного многотактного АЦП определяется полным временем пре-
образования 4-разрядного АЦП, временем срабатывания цифровых схем управления, временем
установления ЦАП с погрешностью, не превышающей 0.2...0.3 кванта 8-разрядного АЦП, причем
время преобразования АЦП входит в общее время преобразования дважды. В результате при про-
чих равных условиях преобразователь такого типа оказывается медленнее двухступенчатого пре-
образователя, рассмотренного выше. Однако он проще и дешевле. По быстродействию многотакт-
ные АЦП занимают промежуточное положение между многоступенчатыми АЦП и АЦП последо-
вательного приближения.
3.2.7.3. Конвейерные АЦП
Быстродействие многоступенчатого АЦП можно повысить, применив конвейерный принцип
многоступенчатой обработки входного сигнала. В обыкновенном многоступенчатом АЦП (рис.
3.38) вначале происходит формирование старших разрядов выходного слова преобразователем
АЦП1, а затем идет период установления выходного сигнала ЦАП. На этом интервале АЦП2 про-
стаивает. На втором этапе во время преобразования остатка преобразователем АЦП2 простаивает
АЦП1. Введя элементы задержки аналогового и цифрового сигналов между ступенями преобразо-
вателя, получим конвейерный АЦП, схема 8-разрядного варианта которого приведена на рис. 3.39.
Рис. 3.39. Конвейерный АЦП
Роль аналогового элемента задержки выполняет устройство выборки-хранения УВХ2, а
цифрового - четыре D-триггера. Триггеры задерживают передачу старшего полубайта в выходной
регистр на один период тактового сигнала .
Сигналы выборки, формируемые из тактового сигнала, поступают на УВХ1 и УВХ2 в раз-
ные моменты времени (рис. 3.40). УВХ2 переводится в режим хранения позже, чем УВХ1 на вре-
мя, равное суммарной задержке распространения сигнала по АЦП1 и ЦАП. Задний фронт тактово-
го сигнала управляет записью кодов в D-триггеры и выходной регистр. Полная обработка входного
сигнала занимает около двух периодов , но частота появления новых значений выходного кода
равна частоте тактового сигнала.
                                                                                         145

       Очевидно, что используемые в этой схеме 4-разрядные АЦП и ЦАП должны обладать 8-
разрядной точностью, в противном случае возможен пропуск кодов, т.е. при монотонном нараста-
нии входного напряжения выходной код АЦП не будет принимать некоторые значения из своей
шкалы. Так же, как и в предыдущем преобразователе, входное напряжение многотактного АЦП во
время преобразования должно быть неизменным, для чего между его входом и источником входно-
го сигнала следует включить устройство выборки-хранения.
       Быстродействие рассмотренного многотактного АЦП определяется полным временем пре-
образования 4-разрядного АЦП, временем срабатывания цифровых схем управления, временем
установления ЦАП с погрешностью, не превышающей 0.2...0.3 кванта 8-разрядного АЦП, причем
время преобразования АЦП входит в общее время преобразования дважды. В результате при про-
чих равных условиях преобразователь такого типа оказывается медленнее двухступенчатого пре-
образователя, рассмотренного выше. Однако он проще и дешевле. По быстродействию многотакт-
ные АЦП занимают промежуточное положение между многоступенчатыми АЦП и АЦП последо-
вательного приближения.

                                 3.2.7.3. Конвейерные АЦП

       Быстродействие многоступенчатого АЦП можно повысить, применив конвейерный принцип
многоступенчатой обработки входного сигнала. В обыкновенном многоступенчатом АЦП (рис.
3.38) вначале происходит формирование старших разрядов выходного слова преобразователем
АЦП1, а затем идет период установления выходного сигнала ЦАП. На этом интервале АЦП2 про-
стаивает. На втором этапе во время преобразования остатка преобразователем АЦП2 простаивает
АЦП1. Введя элементы задержки аналогового и цифрового сигналов между ступенями преобразо-
вателя, получим конвейерный АЦП, схема 8-разрядного варианта которого приведена на рис. 3.39.




                                  Рис. 3.39. Конвейерный АЦП

       Роль аналогового элемента задержки выполняет устройство выборки-хранения УВХ2, а
цифрового - четыре D-триггера. Триггеры задерживают передачу старшего полубайта в выходной
регистр на один период тактового сигнала .
       Сигналы выборки, формируемые из тактового сигнала, поступают на УВХ1 и УВХ2 в раз-
ные моменты времени (рис. 3.40). УВХ2 переводится в режим хранения позже, чем УВХ1 на вре-
мя, равное суммарной задержке распространения сигнала по АЦП1 и ЦАП. Задний фронт тактово-
го сигнала управляет записью кодов в D-триггеры и выходной регистр. Полная обработка входного
сигнала занимает около двух периодов     , но частота появления новых значений выходного кода
равна частоте тактового сигнала.