Классификация АЦП

называют устройство, преобразующее входную аналоговую величину в соответствующий ей цифровой код, являющийся выходным сигналом преобразователя. АЦП обеспечивает как дискретизацию непрерывного сигнала по времени, так и его квантование по уровню.

Они могут осуществляться с помощью либо последовательной, либо параллельной, либо последовательно—параллельной процедуры приближения цифрового эквивалента к преобразуемой величине.

Последовательные АЦП со ступенчатым пилообразным напряжением

Этот преобразователь является типичным примером построения АЦП с единичными приближениями и состоит из компаратора, счетчика и ЦАП. На один вход компаратора поступает входной сигнал, а на другой — сигнал обратной связи с ЦАП.

Работа преобразователя начинается с прихода импульса запуска, который включает накопительный счетчик.

Время преобразование зависит от амплитуды входного напряжения.

АЦП последовательных приближений

В основе этого класса преобразователей лежит принцип последовательного сравнения измеряемой величины с 1/2, 1/4, 1/8 и т.д. от возможного максимального значения ее. Это позволяет для m — разрядного АЦП выполнить весь процесс преобразования за m последовательных шагов приближения. статическая погрешность может быть очень малой.

Интегрирующие АЦП

уступают по быстродействию, но имеют высокую помехоустойчивость, низкую стоимость.

Параллельные АЦП

быстродействующие, хотя и сложные в реализации АЦП. Преобразователи этого типа осуществляют одновременно квантование сигналов с помощью наборов компараторов, включенных параллельно источнику сигнала.

Последовательно—параллельные АЦП

уменьший объем параллельных преобразователей и увеличение быстродействия.

Линейные АЦП

диапазон входных значений, отображаемый на выходное цифровое значение, связан по линейному закону с этим выходным значением, то есть выходное значение k достигается при диапазоне входных значений от m(k + b) до m(k + 1 + b), где m и b — некоторые константы. Константа b, как правило, имеет значение 0 или −0.5.

АЦП с двойным интегрированием реализует также метод последовательного преобразования входного сигнала (рис. 3.7). Использованы следующие обозначения: СУ – система управления, ГИ – генератор импульсов, Сч – счетчик импульсов.

Рис. 3.7. Функциональная АЦП схема с двойным интегрированием

Принцип действия АЦП состоит в определении отношения двух отрезков времени, в течение одного из которых выполняется интегрирование входного напряжения Uвх интегратором на основе ОУ (напряжение Uи на выходе интегратора изменяется от нуля до максимальной по модулю величины), а в течение следующего – интегрирование опорного напряжения Uоп (Uи меняется от максимальной по модулю величины до нуля)