Аналого-цифровой преобразователь

В науке и технике, политике и искусстве, живых организмах и машинах - всюду непрерывно происходит передача информации, т.е. Сведений о состоянии материи, каких-либо событиях. Как правило, передача информации связана с ее преобразованием. Так, например, температура воздуха преобразуется с помощью термометра в определенный уровень столбика жидкости и в этой форме воспринимается людьми. Принято считать, что информация может быть представлена в непрерывной или дискретной форме. В непрерывном сигнале для любого момента времени имеется отличная от нуля информация; такой сигнал непрерывен во времени. Кроме того, такой сигнал непрерывен по уровню, так как его величина может иметь бесконечно большое число значений. У дискретного сигнала амплитуда может принимать определенное конечное число значений. Поэтому переход от непрерывного сигнала к дискретному приводит к его округлению. Такая замена точного значения величины сигнала приближенным дискретным значением, при котором два ближайших разрешенных дискретных значения различаются на элементарную величину (квант), называется квантованием по уровню или дискретизацией. По аналогии с квантованием по уровню употребляется термин квантование по времени, под которым следует понимать дискретизацию по времени, т. е. замену непрерывного во времени сигнала дискретным, при этом сведения о значении сигнала поступают не непрерывно, а только для определенных моментов времени.

В большинстве современных автоматизированных систем используется цифровые вычислительные машины (ЦВМ), у которых исходные, промежуточные и выходные величины представлены в цифровой дискретной форме, реализуемой в виде кода. Так как во всякой реальной системе всегда имеются объекты, выдающие или принимающие информацию в непрерывной форме, то при осуществлении таких систем возникает задача реализации связи между ЦВМ и такими объектами.

В связи с необходимостью создания устройств, связывающих ЦВМ с объектами, использующими информацию в непрерывной форме, потребовалось преобразование информации из непрерывной (аналоговой) формы в цифровую и из цифровой в непрерывную (аналоговую).

Первую группу преобразующих устройств называют аналого-цифровыми преобразователями (АЦП). Эти устройства служат для преобразования исходной величины в соответствующий ей цифровой эквивалент - код, являющийся выходным сигналом преобразователя, т. е. такие устройства по существу являются измерительными. Таким образом, АЦП обеспечивают квантование входной величины как по уровню, так по времени. Обязательность квантования по уровню вытекает из самой природы цифрового представления величин, так как, какое бы большое число градаций ни было принято для изображения всех возможных значений входной величины, неизбежно округление результатов в силу того, что аналоговый сигнал может принимать бесконечное число значений.

Необходимость квантования по времени в АЦП связана с рядом причин, одной из которых является то, что для выполнения заданного цикла вычислений необходимо определенное время, так как только после окончания заданного цикла вычислений следует вводить новые исходные данные.

Вторую группу преобразующих устройств называют цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП). Эти устройства необходимы для получения выходной аналоговой величины, соответствующей цифровой кодовой комбинации, поступившей на вход преобразователя. При этом аналоговая величина воспроизводится для дискретных моментов времени.

Аналого-цифровые преобразователи и ЦАП являются наиболее сложными частями устройств обмена информацией, в значительной степени определяют качество и функционирование системы в целом.

Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи прошли ряд стадий развития от устройств, выполненных на лампах и электромеханических элементах, до преобразователей, выполненных в виде одной большой интегральной микросхемы.

Похожые стьтьи по экономике

Проектирование системы сбора и обработки информации от аналогового датчика физической величины
Использование микропроцессоров позволяет создавать очень сложные инструменты, находящие свое применение в различных областях повседневной жизни. Например, микропроцессорные системы «умеют» ...

Построение и разработка систем на основе микроконтроллеров семейства MSP430
Регулирование и автоматизация многих промышленных процессов требует точного и достоверного измерения температуры. Управляемый микропроцессором датчик температуры представляет собой униве ...

Расчет основных параметров коммутируемой сети
Целью работы является расчет основных параметров коммутируемой сети: разработка схем организации связи коммутационных станций, каналов, децентрализованных и централизованных систем сигнализации и синт ...

Разделы

© 2018 - www.frontinformatics.ru