АЦП последовательного приближения (с поразрядным уравновешиванием)

Это наиболее распространенный вариант последовательных АЦП. Его основные компоненты: компаратор (К), ЦАП и регистр последовательного приближения (РПП). В основе работы подобных АЦП лежит принцип дихотомии - последовательное сравнение Uвх с ¹/₂, ¹/₄, ¹/₈ и т.д. от ее возможного максимального значения. Это позволяет для n-разрядного АЦП выполнить весь процесс преобразования за n последовательных шагов вместо 2ⁿ-1 при использовании АЦП последовательного счета и получить существенный выигрыш в быстродействии. Так, уже при n=10 этот выигрыш достигает 100 раз и позволяет получить с помощью таких АЦП до 10⁵...10⁶преобразований в секунду. В то же время статическая погрешность такого АЦП, определяемая в основном используемым в нем ЦАП, может быть очень малой, что позволяет реализовать разрешающую способность до 18 разрядов при частоте выборок до 200 кГц (например, DSP101 фирмы Burr-Brown).

Т.о., когда необходимо разрешение 12, 14 или 16 разрядов и не требуется высокая скорость преобразования, а определяющими факторами являются невысокая цена и низкое энергопотребление, то обычно применяют АЦП последовательного приближения. В настоящее время такие АЦП позволяют измерять на-пряжение с точностью до 16 разрядов с частотой дискретизации от 100 тысяч до 1 миллиона отсчетов/сек.

Общие принципы построения параллельно-последовательных АЦП

Параллельно-последовательные АЦП (ППАЦП) относятся к преобразователям комбинированного типа. Термин «комбинированный» в названии преобразователей этой группы подчеркивает, что их структуры скомбинированы из нескольких АЦП. Целью построения комбинированных АЦП является получение многоразрядного выходного кода при использовании в структуре нескольких малоразрядных АЦП. Комбинированные АЦП получили широкое распространение после начала выпуска интегральных параллельных АЦП. При использовании таких БИС АЦП в составе комбинированных структур удается получить в целом многоразрядный преобразователь при сравнительно небольших общих аппаратных затратах и с относительно малым временем преобразования (большим, чем у параллельных АЦП, но меньшим, чем у уравновешивающих АЦП). Комбинированные АЦП (в том числе и ППАЦП) называют еще многоканальными или многоотсчетными. Это связано с тем, что структура комбинированных АЦП всегда представляется в виде нескольких каналов, а выходной код в них формируется из отдельных отсчетов этих каналов.Структура ППАЦП показана на рис. 1. Ее работа осуществляется следующим образом.

Элементы, формирующие код N1, называют старшей (первой или грубой)ступенью преобразования, а элементы, формирующие код N2, – младшей (второй или точной) ступенью. Часто вместо термина «ступени» пользуются термином «каналы». Количество ступеней в структуре ППАЦП может быть и больше двух. С одной стороны их количество определяется получением необходимой разрядности NВЫХ и разрядностью применяемых БИС АЦП, с другой стороны оно ограничивается сложностью построения и наладки устройства.

Принципы построения и реализации ЦАП.

ЦАП - это устройство (автономно реализованный функциональный узел, или же встроенное на кристалле микроконтроллера), предназначенное для преобразования входного цифрового сигнала (двоичных кодовых комбинаций), в эквивалентные значения аналогового сигнала.

ЦАП во многих случаях входит составной частью в АЦП. Структурная организация ЦАП имеет гораздо меньшее разнообразие вариантов, чем у АЦП.

ЦАП можно реализовать с помощью суммированием токов, суммированием напряжений и делением напряжения. В первом и втором случае в соответствии со значениями разрядов входного кода, суммируются сигналы генераторов токов и источников Э.Д.С. Последний способ представляет собой управляемый кодом делитель напряжения. Два последних способа не нашли широкого распространения в связи с практическими трудностями их реализации.

 

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Доминирование стратегий. Процесс последовательного исключения. Равновесие в доминирующих стратегиях.
2. Метод итераций (последовательного приближения)
3. Описание последовательного порта.
4. Первичные датчики – преобразователи неэлектрических величин. Классификация АЦП и ЦАП.
5. Правила для последовательного и параллельного соединения проводников
6. Принцип построения и функционирования АЦП двойного интегрирования
7. Резонансная частота, добротность последовательного контура
8. Тормозные режимы двигателей последовательного возбуждения