Аналого-цифровой преобразователь

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) - это электронные устройства, преобразующие входные аналоговые сигналы электрических величин (в большинстве случаев - напряжения), в выходные цифровые сигналы в виде, пригодном для последующей их обработки в микропроцессорных и других цифровых устройствах.

Основные электрические параметры современных АЦП можно условно разделить на статические, характеризующие величины входных и выходных сигналов, разрешающую способность преобразователя, погрешности преобразования постоянного напряжения, температурную нестабильность и другие, а также динамические, определяющие время и максимальную частоту преобразования, шумовые и другие характеристики. Важную роль играют также конструктивные параметры АЦП - архитектура, количество каналов, тип выходного интерфейса, наличие внутреннего тактового генератора и источника спорного напряжения, варианты исполнения. Диапазон рабочих температур (Tmin, Tmax). Принята следующая система обозначения температурных диапазонов: С (Commercial) - от 0 до +70 °С, I(Industrial) - от -25 или -40 до +35 °С и М (Military) - от -55 до +125 °С.

Основная часть интегральныхАЦП общего применения NationalSemiconductorвыполнены по архитектуре последовательного приближения (SuccessiveApproximation), являющейся наиболее оптимальной для построения многоразрядных АЦП со средним быстродействием. В основе работы таких преобразователей лежит последовательное сравнение измеряемой величины с 1/2, 1/4, 1/8 и т. д. от ее возможного максимального значения, что позволяет выполнить весь процесс преобразования за N(число разрядов) последовательных шагов. Статическая погрешность АЦП последовательного приближения определяется, в основном, используемым в нем ЦАП и может быть очень малой, что дает возможность получить высокую разрешающую способность. Структурная схема АЦП такого типа и принципы ее работы приведены в отдельной работе.

Более скоростные преобразователи используют архитектуру параллельно-последовательных АЦП, в частности, двухступенчатого, состоящего из двух быстродействующих параллельных АЦП, сумма разрядности которых равна требуемой, ЦАП и аналогового сумматора. Первый АЦП осуществляет грубое преобразование сигнала в старшие разряды выходного кода. Цифровые сигналы с выхода первого АЦП поступают на выходной регистр и одновременно на вход ЦАП. Б сумматоре происходит вычитание выходного напряжения ЦАП из входного напряжения схемы, а остаток поступает на вход второго АЦП, опорное напряжение которого в соответствующее число раз меньше, чем у первого АЦП. Этот остаток, преобразованный во втором АЦП в цифровую форму, представляет младшие разряды выходного кода. Отметим, что из-за задержки сигнала в процессе первого преобразования входное напряжение АЦП необходимо поддерживать постоянным в течение всего процесса, для чего используются устройства выборки-хранения (УВХ). Разновидностью параллельно-последовательной архитектуры являются также многотактные и конвейерные АЦП.

Важную часть аналого-цифрового преобразователя составляет выходной цифровой интерфейс, обеспечивающий связь АЦП с приемниками цифровых сигналов. Последовательный интерфейс медленнее параллельного, однако он использует меньшее количество линий, что позволяет сократить число выводов ИМС. Некоторые АЦП последовательного приближения имеют интерфейсы обоих типов.

Фирма NationalSemiconductorиспользует определенную систему для обозначения интегральных АЦП общего применения. АЦП ранних выпусков обозначались следующим образом:

Аналогово-цифровой преобразователь ADC12048

- это 8-канальный 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь с параллельным интерфейсом, работающий от одного источника питания с напряжением 5 В. Максимальная частота дискретизации 216 кГц. При необходимости АЦП проходит стадию автокалибровки, при которой регулируется линейность, смещение нуля и погрешность полной шкалы.

Перейти на страницу: 1 2 3

Похожые стьтьи по экономике

Бесконтактные регуляторы напряжения
В связи с широкой автоматизацией производственных процессов, внедрением систем автоматического управления в промышленности, транспорте и других областях народного хозяйства существенно возросли требов ...

Блок вычислителя для радиолокационного измерителя высоты и составляющих вектора скорости
частотный высота скорость модуляция Измерение текущих значений истинной высоты полета любого летательного аппарата (ЛА) относительно подстилающей поверхности является важнейшим условием о ...

Датчик газов и паров алкоголя
С момента первой публикации описания подобного устройства в журнале "Радио" прошло около 10 лет. За этот время было описано несколько подобных приборов: от простейших до собранных на микроко ...

Разделы

© 2022 - www.frontinformatics.ru