Головна |
Аналого-цифрові перетворювачі паралельного типу складаються з компараторів, число яких дорівнює числу рівнів квантування (ріс.13.3). Такі АЦП найбільш швидкодіючі і здатні працювати на частотах до 100 МГц і вище.
Схема двухразрядного аналого-цифрового перетворювача паралельного типу:
|
CD - пріоритетний шифратор. Перетворює унітарний двійкового коду в натуральний двійковий, т. Е. На виході формує код, який відповідає старшому номером спрацював компаратора.
Аналоговий сигнал Ux надходить одночасно на всі компаратори. При цьому змінюють стан лише ті компаратори, у кого Ux Uвх +
За допомогою пріоритетного шифратора на виході формується двійковий код номера старшого спрацював компаратора.
якщо Ux<1В, то жоден з компараторів не спрацьовує. Роботу АЦП можна описати таблицею 13.1.
Табл.13.1.
Ux | Ux<1В | 1В Ux <2В | 2В Ux<3В | 3В Ux <4В |
а0 | ||||
а1 |
Так як результати АЦ-перетворення записуються, як правило, в пристрій, що запам'ятовує, існує ймовірність отримати повністю невірну величину. Вирішити цю проблему можна, наприклад, за допомогою пристрою вибірки-зберігання (ПВЗ). Деякі інтегральні мікросхеми (ІМС) паралельних АЦП, наприклад МАХ100, забезпечуються надшвидкісними ПВЗ, мають час вибірки порядку 0,1 нс.
13.1.3. АЦП послідовного рахунку
Цей перетворювач є типовим прикладом послідовних АЦП з одиничними наближеннями і складається з компаратора, лічильника і ЦАП (ріс.13.4). На один вхід компаратора поступає вхідний сигнал, а на іншій - сигнал зворотного зв'язку з ЦАП.
Робота перетворювача починається з приходу імпульсу запуску, який включає лічильник, що підсумовує кількість імпульсів, що надходять від генератора тактових імпульсів ГТВ. Вихідний код лічильника подається на ЦАП, що здійснює його перетворення в напругу зворотного зв'язку Uос. Процес перетворення триває доти, поки напруга зворотного зв'язку з цим не зрівняється з вхідною напругою (ріс.13.5) і переключиться компаратор, який своїм вихідним сигналом припинить надходження тактових імпульсів на лічильник. Перехід виходу компаратора з 1 в 0 означає завершення процесу перетворення. вихідний код , Пропорційний вхідній напрузі в момент закінчення перетворення, Зчитується з виходу лічильника
ріс.13.4
Час перетворення АЦП цього типу є змінним і визначається вхідною напругою. Максимальний час перетворення відповідає максимальному вхідному напрузі і при розрядності двійкового лічильника R і частоті тактових імпульсів fтакт одно
tпр. макс= (2R-1) Т = (2R-1) / Fтакт.
Наприклад, при N = 10 і fтакт= 1 МГц tпр. макс= 1024 мкс, що забезпечує максимальну частоту вибірок порядку 1 кГц, Т - період імпульсів генератора
ріс.13.5
13.1.4. АЦП послідовного наближення.
ріс.13.6
В основі роботи цього класу перетворювачів лежить принцип дихотомії, Т. Е. Послідовного порівняння вимірюваної величини з 1/2, 1/4, 1/8 і т. д. від можливого максимального значення її. Це дозволяє для R-розрядного АЦП послідовного наближення виконати весь процес перетворення за R послідовних кроків (ітерацій) замість 2R-1 При використанні послідовного рахунки і отримати суттєву перевагу в швидкодії. Час перетворення состовляет .
Основу схеми (ріс.13.6) становить регістр поразрядно-врівноваженого наближення, який працює за принципом дихотомія, т. Е. Розділяє діапазон перетворення на частини ?, 1/4, 1/8 ...
Аналогово-цифрові перетворювачі | Цифро-аналогові перетворювачі.