АЦП двойного интегрирования

Центральное устройство – интегратор (интегрирование сигнала за определенный период).

Содержат генератор стабильного тока, компаратор, интегратор тока, тактовый генератор и счетчик времени. АЦП с уравновешиванием заряда (к ним относятся АЦП с двухстадийным интегрированием. На первом этапе значение входного сигнала преобразуется в ток, который подаётся на интегратор тока (заряд интегратора изначально равен нулю); этот процесс длится в течение времени Tа, где T — период тактового генератора, а — константа (большое целое число, определяет время накопления заряда). Когда накопление заряда закончено, вход интегратора отключается от входа АЦП и подключается к генератору стабильного тока. Полярность генератора такова, что он уменьшает заряд, накопленный в интеграторе. Процесс разряда длится до тех пор, пока заряд в интеграторе не уменьшится до нуля. Время разряда измеряется путём счета тактовых импульсов от момента начала разряда до достижения нулевого заряда на интеграторе. Посчитанное количество тактовых импульсов и будет выходным кодом АЦП. Можно показать, что количество импульсов n, посчитанное за время разряда, равно: n=UвхN(RI0)-1, где Uвх — входное напряжение АЦП, N — число импульсов, этапа накопления (определено выше), R — сопротивление резистора, преобразующего входное напряжение в ток, I0 — ток генератора стабильного тока. Таким образом, потенциально нестабильные параметры системы (прежде всего, ёмкость конденсатора интегратора) не входят в итоговое выражение.

Дополнительным достоинством является возможность построения преобразователей, нечувствительных к периодическим помехам (например, помеха от сетевого питания) благодаря точному интегрированию входного сигнала за фиксированный временной интервал.

Недостатком данного типа АЦП является низкая скорость преобразования. АЦП с уравновешиванием заряда используются в измерительных приборах высокой точности.

Рис.20

На рис.20 за промежуток а происходит зарядка конденсатора, за Т1 подключаем входной сигнал или опорное напряжение (Uоп).

U0=-1/as*∫Uвх dt

Рис.21

Дата добавления: 2014-01-04