Параметры и методы построения АЦП

Основные параметры АЦП можно разделить на две группы: характеризующие статическую точность и динамическую точность.

Параметры, характеризующие статическую точность, определяют работу АЦП при дискретизации квазипостоянных физических величин. К этим параметрам относятся: погрешность квантования, инструментальная погрешность (погрешность смещения нуля, погрешность коэффициента передачи, нелинейность), временная нестабильность, разрешающая способность, диапазон измеряемых величин, входное сопротивление.

Погрешность квантования (дискретности) Dk - методическая погрешность, вызванная конечным значением шага квантования h (единица младшего разряда ЕМР), максимальное значение которой

Dk = ± 0,5 h,

а среднеквадратическое отклонение

sk = Dk /» 0,3 h.

Инструментальная погрешность возникает из-за несовершенства средств измерения и содержит следующие составляющие: погрешность смещения нуля (аддитивная погрешность), погрешность коэффициента передачи (мультипликативная погрешность) и нелинейность. Погрешность смещения нуля (аддитивная) Dа - часть общей погрешности, характеризующая параллельный сдвиг всей передаточной характеристики реального АЦП по отношению к идеальному. Погрешность коэффициента передачи (мультипликативная) Dм - величина, характеризующая отклонение крутизны усредненной передаточной характеристики АЦП от крутизны идеальной характеристики. Нелинейность Dн - отклонение передаточной характеристики АЦП от идеальной во всем диапазоне изменения входного сигнала, при этом часто используют понятие дифференциальной нелинейности.

Временная нестабильность характеризует способность АЦП сохранять статическую точность в течение определенных интервалов времени. Различают кратковременную и долговременную стабильности.

Разрешающая способность - это способность АЦП различать два значения входного сигнала, характеризует потенциальные возможности АЦП с точки зрения достижимой точности.

Диапазон измеряемых величин - максимальные хmax и минимальные xmin для данного АЦП значения измеряемой величины.

Входное сопротивление характеризует степень влияния входа АЦП на измеряемую величину. Если входное сопротивление невелико и соизмеримо с сопротивлением источника сигнала и оно не постоянно, то это может привести к появлению дополнительных погрешностей. Поэтому к величине входного сопротивления предъявляют жесткие требования по постоянству в величине.

Возникновение динамических погрешностей связано с дискретизацией сигналов, изменяющихся во времени. К параметрам, характеризующим динамическую точность, относятся: частота дискретизации (шаг дискретизации), время преобразования, время выборки (стробирования).

Частота дискретизации - это частота о которой происходит образование дискретных значений сигнала.

д= 1/Tц

Время преобразования Тпр - это время, отсчитываемое от начала преобразования до появления на выходе кода, соответствующего данной выборке.

Время выборки Тв - это время, в течение которого происходит образование одного выбранного значения.

По принципу действия АЦП делятся на последовательные, параллельные и последовательно-параллельные. При этом последовательную процедуру можно реализовать с помощью как единичных (развертывающего или следящего уравновешивания), так и последовательных приближений (поразрядного уравновешивания).

В АЦП последовательного типа развертывающего уравновешивания (рис. 1.1,а), состоящего из компаратора К, генератора счетных импульсов ГСИ с периодом t0, счетчика Сч, схемы управления СУ и ЦАП, входной сигнал поступает на один вход компаратора, а на другой - сигнал обратной связи с ЦАП. Работа преобразователя начинается с прихода импульса запуска на СУ, который включает счетчик, выходной код которого подается на ЦАП, осуществляющий его преобразование в сигнале обратной связи. Компенсирующее напряжение UK обратной связи с ЦАП растет от начального значения UK = 0 до значения uk > > Ux. В момент достижения напряжением Uk величины Ux компаратор срабатывает, и его выходной сигнал заканчивает процесс преобразования аналогового сигнала Ux в цифровой эквивалент.

Перейти на страницу: 1 2 3

Похожые стьтьи по экономике

Аппаратно-программный комплекс измерения влажности пара
Причиной, послужившей началом к разработке аппаратно-программного комплекса измерения влажности пара стало то, что при использовании водяного пара в системах теплоснабжения в них образуе ...

Разработка управляющей микро-ЭВМ на базе микропроцессора Z80
Микропроцессор - процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде ), реализованный в виде одной микросхемы ил ...

Информационно–измерительная система распределенного действия для контроля измерения веса
Информационная техника имеет колоссальное и непрерывно возрастающее значение в жизни человечества. Она решает огромный круг задач, связанных, главным образом, со сбором, обработкой, передачей, хранени ...

Разделы

© 2019 - www.frontinformatics.ru