Скачать 434.05 Kb.
|
Основные характеристики АЦПАЦП оцениваются по их основным метрологическим характеристикам, которые можно разделить на две группы: статические и динамические. К статическим характеристикам АЦП относят: абсолютные значения и полярности входных сигналов, входное сопротивление, значения и полярности выходных сигналов, выходное сопротивление, значения напряжений и токов источников питания, количество двоичных кии десятичных разрядов выходного кода, погрешности преобразования постоянного напряжения и др. К динамическим характеристикам АЦП относят: время преобразования, максимальную частоту дискретизации, апертурное время, динамическую погрешность и т.д. Рассмотрим эти параметры более подробно. Основной характеристикой является разрешающая способность АЦП, которую принято определять величиной, обратной максимальному числу кодовых комбинаций на выходе АЦП. Разрешающую способность можно выражать в процентах, в количестве разрядов или в относительных единицах. Например, 10-разрядный АЦП имеет разрешающую способность (1024)-1 10-3=0,1%. Если напряжение шкалы для такого АЦП равно 10 В, то абсолютное значение разрешающей способности будет около 10 мВ. Точность АЦП определяется значениями абсолютной погрешности, дифференциальной и интегральной нелинейности. Абсолютную погрешность АЦП определяют в конечной точке характеристики преобразования, поэтому ее называют погрешностью полной шкалы, а измеряют в единицах младшего разряда. Дифференциальную нелинейность (PNL) определяют через идентичность двух соседних приращений сигнала, т.е. как разность напряжений двух соседних квантов PNL = hi – hi+1. Определение PNL показано на рис. 3. Интегральная нелинейность АЦП (JNL) характеризует идентичность приращений во всем диапазоне входного сигнала (рис. 6). Она определяется по максимальному отклонению сглаженной характеристики преобразования от идеально прямой линии, т.е. JNL = Ui - Ui, (рис. 4). Рис. 4. Определение интегральной нелинейности Время преобразования Тпр обычно определяется как интервал времени от начала преобразования до появления на выходе АЦП устойчивого кода. Для одних АЦП это время постоянное и не зависит от входного сигнала, для других зависит. Если АЦП работает без устройства выборки и хранения, то время преобразования является апертурным временем. Максимальная частота дискретизации - частота, с которой возможно преобразование входного сигнала, при условии, что выбранный параметр не выходит за заданные пределы. Иногда максимальную частоту преобразования принимают равной обратной величине времени преобразования. Принципы построения АЦПАЦП прямого и косвенного действия подразделяют на следующие основные виды: последовательного счета, последовательного приближения, параллельные, параллельно-последовательные и с промежуточным преобразованием в интервале времени. Структурная схема АЦП последовательного счета (рис. 5) содержит компаратор, при помощи которого выполняется сравнение входного напряжения с напряжением обратной связи. На прямой вход компаратора поступает входной сигнал Uвх, а на инвертирующий - напряжение обратной связи. Работа преобразователя начинается с приходом импульса «ПУСК» от схемы управления, который замыкает ключ S. Через замкнутый ключ S импульсы U1 от генератора тактовых импульсов поступают на счетчик, который управляет работой цифро-аналогового преобразователи (ЦАП). В результате последовательного увеличения выходного кода счетчика N происходит последовательно-ступенчатое увеличение выходного напряжения U5 ЦАП. Когда выходное напряжение ЦАП сравняется с входным напряжением, произойдет переключение компаратора, и по его выходному сигналу «СТОП» разомкнется ключ S. В, результате импульсы от генератора перестанут поступать на вход счетчика. Выходной код, соответствующий равенству Uвх = Us, снимается с выходного регистра счетчика. Графики, иллюстрирующие процесс преобразования напряжения в цифровой код, приведены на рис. б. Из этих графиков следует, что время преобразования зависит от уровни входного напряжения. При числе двоичных разрядов счетчика, равном n, и периоде следования счётных импульсов Т максимальное время преобразования можно определить по формуле Тпр = (2n – 1)Т.Уравнение преобразования АЦП последовательного счета можно записать в видеКU = Uвх,где 0 К n – число ступеней до момента сравнения; U – шаг квантования. Структурная схема АЦП последовательного приближения (рис. 7) отличается от структурной схемы последовательного счета тем, что вместо счетчика импульсов включен регистр последовательных приближений РПП. В основе РПП лежит принцип дихотомии, т.е. последовательного сравнения преобразуемого напряжения Uвх с ½, ¼, 1/8 и т.д. возможного максимального его значения Um. Это позволяет для n - разрядного АЦП выполнить весь процесс преобразования за п последовательных шагов (итераций) вместо (2n-1) при использовании последовательного счета и получить существенный выигрыш по быстродействию. Рис. 5. Структурная схема АЦП последовательного счета На рис. 7 приведена структурная схема, реализующая метод последовательных приближений. На каждом шаге производится определение одного разряда, начиная со старшего. При первом сравнении определяется, больше или меньше напряжение Uвх, чем Um/2. На следующем шаге определяется, в какой четверти диапазона находится Uвх. Каждый последующий шаг сужает область возможного результата. При каждом сравнении компаратор формирует импульсы, соответствующие состоянию «больше - меньше» (1 или 0), управляющие регистром последовательных приближений. Рис. 6. Временные диаграммы процесса последовательного счета График процесса последовательного приближения приведен на рис. 8. Структурная схема параллельного АЦП приведена на рис. 9. Преобразователь осуществляет одновременное квантование входного сигнала Uвх с помощью компараторов, включенных параллельно входному сигналу. Пороговые уровни компараторов установлены с помощью резистивного деления в соответствии с используемой шкалой квантования. На выходах компараторов получаем квантованный сигнал, представленный в унитарном коде. Рис. 7. Структурная схема, реализующая метод последовательных приближений Для преобразования унитарного кода в двоичный или двоично-десятичный используется кодирующий преобразователь. При работе в двоичном коде все резисторы имеют одинаковые сопротивления R. Время преобразования такого преобразователя составляет один такт, т.е. Тпр = Т. |
Утверждено расписание егэ Приказом министерства образования и науки Российской Федерации утверждено единое расписание и продолжительность проведения единого... |
Принято утверждено |
||
Учебная программа Утверждено Приказом Министра образования и науки Республики Казахстан от 09. 07. 2010 г. №367 |
Утверждено «Средняя общеобразовательная школа №9 с углубленным изучением иностранных языков г. Дубны Московской области» |
||
Государственный образовательный стандарт Направление утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации №686 от 02. 03. 2000г |
Государственный образовательный стандарт Направление подготовки утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации от 02. 03. 2000 №686 |
||
Рабочая программа по литературе (базовый уровень) 5 класс «Рассмотрено» «Согласовано» «Утверждено» Руководитель шмо заместитель директора по увр |
В. Д. Шадриков “ 7 ” марта 2000 г Направление утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации от 02. 03. 2000 №686 |
||
Национальная академия образования имени ы. Алтынсарина Утверждено Приказом Министра образования и науки Республики Казахстан от 09. 07. 2010 г. №367 |
В. Д. Шадриков “27 “ марта 2000 г Направление подготовки дипломированных специалистов утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации от 02. 03.... |
Поиск на сайте Главная страница Литература Доклады Рефераты Курсовая работа Лекции |