Утверждено




Скачать 434.05 Kb.
Название Утверждено
страница 3/8
Дата публикации 23.05.2014
Размер 434.05 Kb.
Тип Курсовой проект
literature-edu.ru > Лекции > Курсовой проект
1   2   3   4   5   6   7   8

Основные характеристики АЦП



АЦП 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 АЦП


АЦП 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 виде
КU = 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.


1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Утверждено icon Утверждено расписание егэ
Приказом министерства образования и науки Российской Федерации утверждено единое расписание и продолжительность проведения единого...
Утверждено icon Принято утверждено

Утверждено icon Учебная программа
Утверждено Приказом Министра образования и науки Республики Казахстан от 09. 07. 2010 г. №367
Утверждено icon Утверждено
«Средняя общеобразовательная школа №9 с углубленным изучением иностранных языков г. Дубны Московской области»
Утверждено icon Государственный образовательный стандарт
Направление утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации №686 от 02. 03. 2000г
Утверждено icon Государственный образовательный стандарт
Направление подготовки утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации от 02. 03. 2000 №686
Утверждено icon Рабочая программа по литературе (базовый уровень) 5 класс
«Рассмотрено» «Согласовано» «Утверждено» Руководитель шмо заместитель директора по увр
Утверждено icon В. Д. Шадриков “ 7 ” марта 2000 г
Направление утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации от 02. 03. 2000 №686
Утверждено icon Национальная академия образования имени ы. Алтынсарина
Утверждено Приказом Министра образования и науки Республики Казахстан от 09. 07. 2010 г. №367
Утверждено icon В. Д. Шадриков “27 “ марта 2000 г
Направление подготовки дипломированных специалистов утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации от 02. 03....
Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции