Аналого-цифровые преобразователи
Характеристика устройств, преобразующих аналоговый сигнал в соответствующий ему код. Алгоритм работы аналого-цифровых преобразователей однократного и двойного интегрирования. Описания метода параллельного преобразования и поразрядного уравновешивания.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.02.2013 |
| Размер файла | 409,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru/
АНАЛОГОЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (АЦП)
Введение
АЦП - устройства, преобразующие аналоговый сигнал (напряжение) в соответствующий ему код (двоичный, десятичный и т.д.).
Методы преобразования:
1) последовательный счет (динамическая компенсация);
2) слежение;
3) поразрядное уравновешивание (весовой метод);
4) параллельное преобразование;
5) интегрирование.
1. АЦП последовательного счета
Структура такого АЦП показана на рис.10-4.
Рис.1 АЦП последовательного счета
На выходе счетчика появляется нарастающий код, который ЦАПом преобразуется в нарастающее напряжение Uцап. В тот момент, когда Uцап = Uвх, компаратор выдает сигнал равный "1", по которому полученный код записывается в регистр, и (с некоторой задержкой) сбрасывается счетчик. Процесс повторяется непрерывно.
Рис.2 Процесс преобразования в АЦП
Недостаток: время преобразования пропорционально величине сигнала Uвх, поэтому отслеживать можно только сравнительно медленные сигналы.
2. Следящий АЦП
В нем применяется реверсивный счетчик, переключаемый сигналом с выхода компаратора. Поэтому АЦП отслеживает изменения напряжения на входе не начиная цикл с начала.
Рис.3 Работа следящего АЦП
3. АЦП поразрядного уравновешивания
аналоговый сигнал цифровой преобразователь
Уравновешивание начинается со старшего разряда кода на выходе АЦП; в нем устанавливается "1" и оценивается знак разности преобразуемого сигнала и уравновешивающего сигнала, формируемого в ЦАП. Если Uцап < Uвх, то "1" сохраняется, если Uцап > Uвх, то "1" сбрасывается. Затем аналогично проверяются все остальные разряды. Уравновешивание происходит за n шагов при n разрядах.
4. АЦП параллельного преобразования
Это самый быстрый метод: преобразование выполняется за 1 шаг.
Для построения n-разрядного АЦП параллельного преобразования требуется 2n-1 компараторов. На рис.4 приведена структурная схемя простейшего трехразрядного АЦП, поясняющая принцип работы. Здесь n = 3, поэтому требуется 23-1 = 7 компараторов.
Рис.4 Трехраэрядный АЦП поразрядного уравновешивания
В делителе верхний и нижний резисторы вдвое меньшей величины, это обеспечивает напряжение на прямых входах компаратора х+0,5В. Благодаря этому АЦП выдает напряжения с учетом правила округления (0B < Uвх <0,5B > 0B; 0,5B < Uвх < 1,5B > 1B и т.д.). Дешифратор преобразует код, поступающий с компараторов в двоичный код (таблица 1).
Таблица 1 Преобразования выполняемые дешифратором
Параметры АЦП К1107ПВ1 (2):
ПВ1 - 6 разрядов, 63 - компаратора, tпр = 0,1 мкс.
ПВ2 - 8 разрядов, 255 - компараторов.
5. Интегрирующие АЦП
Они работают медленнее других АЦП, но обладают высокой помехоустойчивостью. Используются в системах выполняющих до нескольких тысяч измерений в секунду.
АЦП однократного интегрирования
Рис.5 АЦП однократного интегрирования
Алгоритм работы
На входы компаратора поступает напряжение Uвх, которое нужно преобразовать в код и напряжение от генератора линейно нарастающего напряжения Uлин. Пока Uлин < Uвх, К = 1 - идет счет импульсов. В момент времени t = t0, когда Uлин = Uвх, К = 0 - счет прекращается. Результат счета пропорционален Uвх. ГЛИН обычно строится на основе ОУ (рис.5). Счётчик считает импульсы ГТИ (рис.6) в интервале времени 0 - t0. Количество импульсов пропорционально Uвх.
Недостаток: на точность преобразования очень сильно влияет нелинейность ГЛИН.
Рис.6 ГЛИН-интегратор на ОУ
Метод двойного интегрирования
Рис.7 Диаграмма работы АЦП двойного интегрирования
На вход АЦП подается преобразуемое напряжение, и интегрирование производится всегда в течение одинаковых интервалов времени 0 - t1. В момент t1 ко входу интегратора прикладывается всегда одинаковое напряжение обратного знака -Uопорное. Происходит "разинтегрирование" до момента времени t2 (или t3), когда напряжение на выходе интегратора станет равным 0.
Тогда интервал времени t2 - t1 (или t3 - t1) отображает во временном масштабе Uвх. Если в течении этого интервала считать импульсы от генератора, то количество импульсов пропорционально Uвх, то есть напряжение превращено в код.
Достоинства: тактовая частота и постоянная времени ГЛИН не влияют на точность. Важно лишь, чтобы ?Т = const в интервале времени 0 - t. Достижимая погрешность d = 0,01%.
Пример интегрирующего АЦП микросхема КР572ПВ2:
tинт = 103Т, ?Т = 10 - 50 кГц, tинт = от 0,02с до 0,1с.
Если ?Т = ?помех/n, то АЦП нечувствителен к этой помехе. Цепь интегрирования в интеграторе - навесная: С = 0,1мкФ, R1 = 47кОм (Uвх = ±0,2B), если R1 = 470кОм (Uвх = ±2В).
Линейность напряжения интегратора очень зависит от качества конденсатора С. Если применен керамический конденсатор, то d = 0,1%; полистироловый - 0,01%; полипропиленовый - 0,001%.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Применение аналого-цифровых преобразователей (АЦП) для преобразования непрерывных сигналов в дискретные. Осуществление преобразования цифрового сигнала в аналоговый с помощью цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Анализ принципов работы АЦП и ЦАП.
лабораторная работа [264,7 K], добавлен 27.01.2013Изучение принципа работы аналого-цифровых преобразователей (АЦП и ADC) . Классическая схема аналого-цифрового преобразования: аналоговый сигнал, компараторы, выходной код, шифратор. Характеристика отсчётов аналогового сигнала и частей опорного напряжения.
статья [344,1 K], добавлен 22.09.2010Преобразование непрерывной функции в дискретную. Квантование сигнала по уровню. Методы преобразования непрерывной величины в код. Виды, статистические и динамические параметры аналого-цифровых преобразователей. Функциональные схемы интегральных АЦП.
курсовая работа [605,9 K], добавлен 11.05.2016Понятие аналого-цифрового преобразователя, процедура преобразования непрерывного сигнала. Определение процедур дискретизации и квантования. Место АЦП при выполнении операции дискретизации. Классификация существующих АЦП, их виды и основные параметры.
курсовая работа [490,2 K], добавлен 27.10.2010Аналого-цифровой преобразователь - устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код. Современные типов архитектуры АЦП. Основа дискретизации непрерывных сигналов. Схемы параллельных, последовательных, двухступенчатых, сигма-дельта АЦП.
доклад [709,1 K], добавлен 18.01.2011Задачи применения аналого-цифровых преобразователей в радиопередатчиках. Особенности цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) для работы в низкочастотных трактах, системах управления и специализированных быстродействующих ЦАП с высоким разрешением.
курсовая работа [825,8 K], добавлен 15.01.2011Система аналого-цифрового преобразования быстроизменяющегося аналогового сигнала в параллельный десятиразрядный код, преобразования параллельного цифрового кода в последовательный код. Устройство управления на логических элементах, счетчик импульсов.
курсовая работа [98,8 K], добавлен 29.07.2009Устройства, преобразующие аналоговый сигнал в цифровой код и цифровой код в аналоговый сигнал. Расчет синхронного счетчика, дешифратора. Использование пакета схемотехнического моделирования Micro-CAP. Расчет и построение цифро-аналогового преобразователя.
курсовая работа [414,4 K], добавлен 21.11.2012Особенности архитектуры и принцип работы конвейерных аналого-цифровых преобразователей. Использование цифровой корректировки для устранения избыточности. Схемы КМОП ключа, выборки-хранения, компаратора, умножающего цифро-аналогового преобразователя.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 06.02.2013Аналого-цифровые преобразователи, характеризующие статическую и динамическую точность. Общий вид упрощенных схем. Преобразователи с двухтактным интегрированием. Регистр последовательных приближений. Главное назначение и функции компаратора напряжения.
курсовая работа [321,0 K], добавлен 13.04.2014Разработка функционально законченного устройства для обработки входных сигналов линии с использованием цифровых устройств и аналого-цифровых узлов. Алгоритм работы устройства. Составление программы на языке ассемблера. Оценка быстродействия устройства.
курсовая работа [435,5 K], добавлен 16.12.2013Основные положения алгебры логики. Составление временной диаграммы комбинационной логической цепи. Разработка цифровых устройств на основе триггеров, электронных счётчиков. Выбор электронной цепи аналого-цифрового преобразования электрических сигналов.
курсовая работа [804,2 K], добавлен 11.05.2015Аналого-цифровые преобразователи. Проектирование схем электрических принципиальных. Делитель напряжения, интегратор, компаратор, источник опорного напряжения, источник квантующих импульсов. Счетчик импульсов. Формирователь сигнала "Упр.SW1, "Запись".
курсовая работа [600,0 K], добавлен 23.11.2015Устройства обработки аналоговых сигналов: аналого-цифровые; буферы данных; постоянное и оперативное запоминающее устройство. Основные типы микропроцессорных устройств: секционные, однокристальные с фиксированной разрядностью, однокристальные микроЭВМ.
контрольная работа [523,2 K], добавлен 23.10.2012Структурная схема цифровых систем передачи и оборудования ввода-вывода сигнала. Методы кодирования речи. Характеристика методов аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования. Способы передачи низкоскоростных цифровых сигналов по цифровым каналам.
презентация [692,5 K], добавлен 18.11.2013Достоинства и недостатки цифровых систем радиоавтоматики. Характеристика и классификация цифровых систем. Аналого-цифровая следящая система. Цифровые фазовые дискриминаторы. Дискретизация по времени и квантованию. Возникновение шумов квантования.
реферат [167,0 K], добавлен 21.01.2009Системы счисления в цифровых устройствах. Теоремы, логические константы и переменные операции булевой алгебры. Назначение, параметры и классификация полупроводниковых запоминающих устройств, их структурная схема. Процесс аналого-цифрового преобразования.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 21.02.2012Основные структуры, характеристики и методы контроля интегральных микросхем АЦП. Разработка структурной схемы аналого-цифрового преобразователя. Описание схемы электрической принципиальной. Расчет надежности, быстродействия и потребляемой мощности.
курсовая работа [261,8 K], добавлен 09.02.2012Телекоммуникации как одна из наиболее быстро развивающихся областей современной науки и техники. Методы проектирования подсистемы аналого-цифрового преобразования. Принципы расчета частоты дискретизации. Характеристика способа кодирования амплитуды.
курсовая работа [636,6 K], добавлен 31.03.2015Расчет источника опорного напряжения для схемы аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Выбор компаратора, составление счетчика. Принцип работы АЦП. Получение полосового фильтра. Граничная частота входных сигналов. Перевод сигнала в аналоговую форму.
курсовая работа [925,5 K], добавлен 05.11.2012
