Коста Попов
преподава по Електроника
в град Разград
Големина на текста:
ТЕМА 20: Аналогово-цифрови преобразуватели - параметри
и характеристики. Основни методи на АЦП. Паралерни
АЦП.Паралелно-последователен метод за АЦП. Тегловен метод
за АЦП.АЦП със зарядно преразпределение. Следящи АЦП.
Аналогово-цифровият преобразувател е устройство, коeтo преобразува аналогова величина, подадена на
хода му, в цифров код на изхода си.
N=?u.Uвх
където: N - числото, чийто цифров код се получава в изхода на АЦП; ?u - коефициент на съответствие; а
Uвх е входната аналогова величина.Входната величина се преобразува по линеен заkон с kоефициент на
съответствие, kойтo преgставлява типичен параметър на АЦП u се нарича разрешаваща способност (?u). Типичните
области на приложение на АЦП са: цифровите мултимери и системите за събиране на аналогова информация.
Основни параметри и характеристика на АЦП са:
Предавателната характеристика на АЦП изразява зависимостта на изходния цифров код като функция
от входната аналогова величина в статичен режим.
Разрешаваща способност на АЦП (?u ) - най-малката разлика между две съседни стойности на входната
аналогова величина, които могат да бъдат различени безпогрешно, т. е за които се получават две съседни числа N
и N+1.
Брой на разредите (n) на цифровия изходен код.. Броят на разредите и разрешаващата способност
определят обхвата на изменение на входната аналогова величина на АЦП. За най-масово използваните АЦП
обхвата на изменение на входната аналогова величина най-често е: (±5V); (+5V); (+10V).
а) грешка от дискретизация – методическа грешка. Представлява отклонението на предавателната
характеристика на един идеален АЦП от правата линия. Дължи се на преобразуването на входната аналогова
величина в 2n на брой дискретни стойности. Максималната грешка от дискретизация е равна на ±1/2?u.
б) грешка от дрейф на нулата (едр) – адитивна грешка. Представлява разликата между идеалната и
реалната стойност на входното напрежение, необходимо за установяване на кода на 0-та на изхода. Изразява се в
отместване на началната точка на предавателната характеристика на АЦП по абцисната ос.
в) грешка на мащабния коефициент (емк) – мултипликативна грешка. Представлява разликата между
реалната и идеалната стойност в крайната точка на предавателната характеристика при нормални условия на
преобразуване. предавателната характеристика при нормални условия на преобразуване. Изразява се в промяна на
наклона на предавателната характеристика, т.е ?u по големина не отговаря на зададената стойност.
г) грешка от нелинейност на предавателната характеристика на АЦП (ен). Когато грешката (ен) е
еднопосочна в целия обхват на изменение на входната аналогова величина АЦП има монотонно променяща се
предавателна характеристика. В противен случай АЦП има немонотонно променяща се предавателна
характеристика.
Интегралната нелинейност представлява максималното отклонение на реалната от идеалната
предавателна характеристика. Измерва се като част (или в %) от ?u.
Диференциалната нелинейност представлява отклонението на всяка реална стъпка на предавателната
характеристика от идеалната. Измерва се като част (или в %) от ?u.
Според метода на преобразуване на входната аналогова величина в цифров код АЦП се класифицират в
няколко основни типа:
• АЦП с непосредствено преобразуване. При тях входната аналогова величина се сравнява с множество
опорни аналогови величини от същия тип.
•АЦП от компенсационен тип. При тях входната аналогова величина се сравнява с дуга аналогова величина
(компенсираща), изработена от ЦАП, и се отчита резултата от сравнението.
• АЦП с междинно преобразуване. При тях входната аналогова величина се преобразува в друг тип
величина, найчесто времеви интервал или честота, която лесно може да бъде измерена. АЦП с непосредствено
преобразуване (паралелни АЦП – flash ADC) съдъжат (2
n
-1) на брой опорни напрежения, съответстващи на
стъпалата в предавателната характеристика. Опорните напрежения са изградени от един източник на опорно
напрежение със стойност UR=2
n
.?u и резистивен делител с еднакви резистори (без първия и последния).
Входното напрежение едновременно се сравнява с всичките опорни напрежения чрез аналогови компаратори, чиито
изходни сигнали, през един регистър се подават на входа на схема за преобарзуване на кода (шифратор).
Шифраторът преобразува “термометричния код” от изходите на компараторите в двоичен код на изхода на АЦП.
Регистърът, изграден от тактувани по фронта на С-сигнала D-тригери, се поставя поради неедновременното
установяване на компараторите и вероятността за изработване на грешен код на изхода по време на преходния
процес.
По този метод се изграждат найбързите АЦП с tуст от порядъка на 10/20ns, но със сравнително малък брой
на разредите – n=4 /6. Недостатък на паралелните АЦП е необходимостта от голям брой компаратори и точни
резистори. Този недостатък се избягва чрез модификация на паралелния метод, като се раздели преобразуването
на две или три части, както са изградени Паралелно-последователните АЦП (semi-flash ADC). При тези АЦП
първо се извършва “грубо” дискретизиране на входната аналогова величина от първият АЦП (с разрешаваща
способност =16.?u). С помощта на ЦАП се извършва обратно преобразуване на цифровия код в аналогово
напрежение, което се изважда от входното. Резултантната разлика е остатъчно напрежение в рамките на един
дискрет на първия АЦП.
То се подава за “фино” дискретизиране от втория АЦП за получаване на младшите разреди на изходния
код. Разрешаващата способност на втория АЦП е равна на ?u. Времето на преобразуване на паралелно-
последователния АЦП се определя от:
Бъзродействието на преобрзауването намалява (tуст от порадъка на 50/100ns), но може значително да се
увеличи разредността.

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Аналогово-цифрови преобразуватели - параметри и характеристики. Основни методи на АЦП

Това са лекциите на доц. Г.Петрова по Цифрова Схемотехника.
Изпратен от:
Dimitrov_rules
на 2008-11-17
Добавен в:
Лекции
по Електроника
Статистика:
338 сваляния
виж още
 
 
Онлайн тестове по Електроника
Тест по полупроводникови елементи
тематичен тест по Електроника за Ученици от 12 клас
Тестовите въпроси са свързани със знания относно ДИОДИТЕ и техните характеристики по електроника. Въпросите са с един верен отговор.
(Лесен)
15
218
2
09.01.2012
» виж всички онлайн тестове по електроника

Аналогово-цифрови преобразуватели - параметри и характеристики. Основни методи на АЦП

Материал № 209280, от 17 ное 2008
Свален: 338 пъти
Прегледан: 378 пъти
Качен от:
Предмет: Електроника, Технически науки
Тип: Лекция
Брой страници: 8
Брой думи: 971
Брой символи: 9,816

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Аналогово-цифрови преобразуватели - параметри и ..."?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Коста Попов
преподава по Електроника
в град Разград
с опит от  23 години
98 31

виж още преподаватели...
Последно видяха материала
Сродни търсения