Аналого-цифровые преобразователи (АЦП)

Принципы исполнения АЦП:

¨ последовательного счета;

¨ последовательных приближений;

¨ параллельного считывания;

¨ интегрирующие.

Принцип работы АЦП с последовательным счетом представлен на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Структура АЦП с последовательным счетом

Заполнение счетчика тактовой частоты до тех пор, пока выходное напряжение ЦАП, полученное при преобразовании кода счетчика, не сравняется с входным напряжением. Данный принцип применялся, когда не было интегральных АЦП.

В интегральных АЦП применяются три последних принципа.

Структура АЦП, выполненного по методу последовательных приближений, дана на рис. 5.9.

По этому методу сдвиговый регистр поочередно добавляет единицу в разряды регистра последовательных приближений, начиная со старшего. Если компаратор напряжения при этом отмечает, что напряжение ЦАП больше U _вх, то эта очередная единица в регистрах не фиксируется (иначе – фиксируется). Таким образом происходит «взвешивание» всех разрядов двоичного кода.

Рис. 5.9. Структура АЦП по методу последовательных приближений

Для получения 12-разрядного кода при , примененного для ЦАП, каждому разряду кода соответствует аналоговый сигнал (табл. 5.2).

Таблица 5.2

Последовательность преобразования АЦП

Такт	Вес ЦАП в этом такте	Код в регистре последовательных приближений	Выход ЦАП	Результат накапливаемый
	5,12 2,56 1,28 0,64 0,32 0,16 0,08 0,04 0,02 0,01 0,005 0,0025		5,12 7,68 8,96 8,32 8,00 8,16 8,08 8,04 8,06 8,05 8,055 8,0525

В этой таблице показаны все 12 тактов последовательного взвешивания для .

Буферный регистр обычно имеет три стабильных состояния выходов, может выдавать информацию побайтно или 16-разрядным словом, в параллельном коде или последовательном по сигналам на считывание.

Внешний компаратор напряжения применяют для того, чтобы повысить точность.

Примеры АЦП последовательных приближений.

¨ К572ПВ1 – 12-разрядный, .

¨ К572ПВ3 – 8-разрядный внутренний компаратор, .

¨ К1108ПВ1 – 10-разрядный, внутренние компаратор и источник опорного напряжения, , U _вх = 0…3 В.

¨ К1108ПВ2 – 12-разрядный, U _вх= 0…5 В, .

¨ К1113ПВ1 – 10-разрядный, .

¨ К574ПВ4 – 8-разрядный, 8 входов (есть мультиплексор на входе), ОЗУ 8×8, считывание ОЗУ внешним устройством (микропроцессором).

АЦП параллельного считывания

Это наиболее быстродействующие преобразователи, так как сравнение с делителем напряжения, имеющим 2 ⁿ ступеней, где n – разрядность АЦП, происходит каждый такт. Структура подобного АЦП приведена на рис. 5.10.

С компараторов следует позиционный код, когда верхние компараторы будут все в «1», нижние – в «0». Позиционный код преобразуется в двоичный код.

Примеры АЦП параллельного считывания:

¨ К1107ПВ1 – 6-разрядный, U _вх= 0…2 В, .

¨ К1107ПВ2 – 8-разрядный (уже 256 компараторов), .

¨ К1107ПВ3 (ЭСЛ структура) – 6-разрядный, .

¨ К1107ПВ4 – 8-разрядный, .

¨ К1126ПВ1 – двухканальный АЦП – 3-разрядные (для электронного щитка автомобиля).

Рис. 5.10. Структура АЦП параллельного считывания

Дата добавления: 2015-05-29