АЦП последовательного приближения

Основные причины, по которым в вычислительных системах с преобразованием информации почти повсеместно используется способ последовательного приближения, заключаются в надежности этого способа преобразования, легкости, с которой достигается средняя скорость при монотонности преобразования, и в присущей ему высокой скорости преобразования данных.

Этот тип преобразователя требует времени преобразования, равного произведению периода частоты генератора тактовых импульсов на число преобразованных разрядов. Таким образом, при частоте генератора 1 МГц время преобразования 12-разрядного преобразователя составит 12 мкс. В идеальном случае быстродействующие преобразователи должны осуществлять преобразование за время, равное нулю, и производить идеальную «математическую» точечную выборку. В случае реального преобразователя всегда имеется вероятность того, что входной сигнал будет изменяться в течение периода преобразования. Это создает некоторую неопределенность относительно того, какая в действительности амплитуда была непосредственно в момент измерения. При наличии перед преобразователем устройства выборки и хранения время неопределенности уменьшается до времени апертурной неопределенности устройства выборки и хранения.

Преобразователь последовательного приближения состоит из ЦАП, управляемого решающим логическим узлом, выходной сигнал которого сравнивается с входным напряжением (Рисунок 6.8).

Рисунок 7.8 - АЦП последовательного приближения

Входное напряжение подается на один вход компаратора, в то время как на другой вход поступает выходное напряжение внутреннего ЦАП. Каждая разрядная линия в ЦАП соответствует положению разряда в выходном регистре. При подаче команды преобразования преобразователь очищается и выходное напряжение старшего разряда ЦАП подается на компаратор для сравнения с неизвестным уровнем входного сигнала. Конечно, выходное напряжение старшего разряда эквивалентно половине полного диапазона преобразователя. Если неизвестный сигнал больше, чем напряжение старшего разряда, то в позицию старшего разряда выходного регистра записывается логическая «1». Если неизвестный сигнал меньше, чем напряжение старшего разряда, записывается логический «О». Затем схема опробывает следующий разряд ЦАП. Если напряжение этого разряда не превышает входной сигнал, то в соответствующую позицию выходного регистра поступает «1», если превышает, то устанавливается «О». Эта операция продолжается до младшего разряда, с тактом которого преобразование завершается.

Основное достоинство АЦП последовательного приближения — скорость. Точность определяется главным образом точностью внутреннего ЦАП. Однако высокая чувствительность к шуму является его существенным недостатком.

Дата добавления: 2014-01-06