Преобразователь превращает аналоговый сигнал в цифровой. По структуре построения АЦП делятся на два типа: с применением цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и без него.АЦП поразрядного типа иногда называют АЦП последовательного приближения с ЦАПом в цепи обратной связи.Основными блоками такого ЦАП являются: компаратор К, регистр сдвига РС, регистр кода РК, цифроаналоговый преобразователь ЦАП. Регистр кода РК состоит из RS-триггеров, число которых равно числу разрядов кодового слова. Выходы регистра сдвига РС соединены с R-входами соответствующих триггеров РК-регистра через схемы совпадения И1 – Иn-1 и с их S-входами непосредственно, начиная с (n-1)-го триггера и ниже. Выход каждого триггера РК соединен со своим входом ЦАП. К прямому входу компаратора К подключен выход ЦАП, а к его инверсному – входной сигнал прямоугольной формы (АИМ-2). Выход компаратора К соединен со вторым входом всех схем совпадения И1 – Иn. На выход С регистра РС подаются сдвигающие импульсы СИ с генератора сдвигающих импульсов ГСИ через схему совпадения И0. Тактовые импульсы ТИ с генератора ГТИ поступают на S-вход триггера циклов ТЦ, на D-вход регистра РС, на S-вход n-ого триггера РК и R-входы всех остальных триггеров. R-вход ТЦ соединен с последним выходом РС, а выход ТЦ – со вторым входом схемы И0. Последняя является ключом для сдвигающих импульсов СИ. Аналогичные функции выполняют и схемы И1 – Иn.Работа АЦП происходит следующим образом. Тактовый импульс с ГТИ поступает на S-вход ТЦ и одновременно на D-вход РС, S-вход триггера Ти РК и на R-входы всех остальных его триггеров. От этого ТЦ переводится в состояние 1, на выходах n регистров РС и РК тоже появляется 1, а на остальных выходах РК – 0. Выходной код РК преобразуется ЦАП в опорное напряжение соответствующего значения U0, которое поступает на прямой вход компаратора К. На его инверсный вход подается напряжение отсчета Uвх непрерывного напряжения. Если Uвх<U0, то на выходе К формируется сигнал 1, который поступает на вторые входы всех схем совпадения И1 – Иn. Так как в данный момент 1 имеется только на первом входе схемы Иn, то этот сигнал подается на выход последней и переводит триггер Tn РК в положение 0. Если же Uвх>U0, то на выходе К будет 0, и сброса 1 в триггере Tn не произойдет. Так проверяется истинность старших и остальных разрядов кодового слова. Поскольку ТЦ в состоянии 1, то импульс сдвига СИ с генератора ГСИ пройдет через схему И0 на С-вход регистра РС и сдвинет 1 с n-ого в (n-1)-ый его выход. На прямом входе К имеется новое значение U0, которое сравнивается с Uвх для определения истинного значения (n-1)-го разряда и т.д. Когда 1 дойдет до конца регистра РС, на выходе РК сформируется полный цифровой код данного отсчета, и переведется в нулевое состояние ТЦ, закрыв тем самым ключ И0 до прихода очередного тактового импульса. С приходом последнего процесс повторяется.
Частота следования СИ (сдвигающих импульсов) должна быть как минимум в n раз больше частоты следования ТИ (n – разрядность кодового слова), а длительность отсчета на входе К должна быть такой, чтобы в течение этого времени сформировался и был считан соответствующий код.
42 Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП).
Преобразователь превращает код в аналоговый сигнал. Ниже приведена структурная схема трехразрядного ЦАП с суммированием напряжений на аттенюаторе сопротивлений.(attenuer – ослаблять – электрическая цепь для понижения мощности или ослабления сигнала)
Преобразователь состоит из триггеров, образующих регистр кода РК, ключей КЛ, источника опорного напряжения Е, матрицы резисторов типа R-2R (аттенюатора). Число триггеров в РК соответствует числу разрядов входного кодового слова, а число ключей – в 2 раза больше. Прямой выход каждого триггера РК соединен с управляющим входом ключа КЛ1, а его инверсный выход – с управляющим входом ключа КЛ0, т.е. каждый триггер управляет работой своей пары ключей. Выходы этих ключей соединены между собой и подключены к узлу А матрицы через резистор 2R. Через ключ КЛ1 подается напряжение Е в матрицу R-2R, а через ключ КЛ0 – нулевое напряжение (земля).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.