Другие предметы \ Устройства сопряжения с объектом

Простейшая схема устройств сопряжения с объектом (УСО). Конфигурации УСО. Интегральные цифроаналоговые преобразователи (ЦАП). Настройка ЦАП. Интегральные АЦП. Принципы построения многоканальных АЦП, страница 6

С увеличением частоты дискретизации увеличивается скорость слежения, но частота дискретизация не может увеличиваться до бесконечности, т.к. преобразователь имеет конечное быстродействие.

Можно изменять величину h в зависимости от скорости изменения, но лучше поставить коэффициент k, который будет адаптивно меняться в зависимости от скорости изменения преобразуемого сигнала.

Варианты:

коэффициент k меняется по линейному закону, т.е. может принимать значения 1,2,3…
по закону двоичных чисел 1,2,4,8…
по закону чисел Фибоначи 1,2,3,5,8…

Эти законы выбраны исходя из реализуемости.

Рассмотрим структуру АЦП, когда k меняется по линейному закону:

…[схема]…

пример работы:

	= =	CT2	RG
Uвх > Uос	1	0001	00000001
Uвх > Uос	1	0010	00000011
Uвх > Uос	1	0011	00000110
Uвх > Uос	1	0100	00001010
Uвх <= Uос	0	0011	00011101

Для 4х разрядного счетчика max положительный коэффициент 0111, а для минуса 1000.

СВК1 выявляет максимальный положительный коэффициент.

СВК2 определяет границы динамического диапазона.

Данный преобразователь неустойчив на границе диапазона даже без помех. Это следящий АЦП первого порядка. Если вместо счетчика поставить реверсивный регистр сдвига, то коэффициенты будут принимать значения 2,4,8 и.т.д.

…[картинка]…

Фильтр второго порядка.

Адаптивный разностно-дискретный модулятор.

Данный тип преобразователя формирует не только значение выхода, но и делает оценку первой производной (вектора скорости) по выходу счетчика.

…[схема]…

Следующий способ увеличения быстродействия связан с увеличением числа компараторов.

…[схема]…

Разрядность данного АЦП выбирается исходя из скорости изменения сигнала. Используется дополнительный код (дополненный до двух). Недостаток – хуже проявляются фильтрующие свойства.

При помощи такой структуры организуются двоичные коэффициенты.

АЦП с использованием сигма-дельта модуляции.

Этот метод относится к самым точным. Похож на алгоритм работы следящего АЦП. Существуют с разрешением 24 разряда. Данный преобразователь состоит из двух частей: сигма-дельта модулятор, цифровой фильтр.

…[схема]…

Функция накопления и усреднения – уменьшение погрешности (шума).

АЦП поразрядного приближения с конденсаторным ЦАП.

Одно из новых направлений в создании АЦП повышенной точности.

ADS7805 – данный преобразователь содержит внутреннее устройство выборки и хранения (УВХ).

ta = tпр = n*tэп = n*Tги

Все преобразователи напряжения должны иметь устройства выборки и хранения. Устройство выборки и хранения – набор конденсаторов. Чем выше УВХ тем меньше ta (апертурное время).

Рассмотрим классическую структуру подобного преобразователя. Основным узлом является регистр последовательных приближений, который нужно тактировать. Имеется генератор. CDAC – конденсаторный ЦАП. ИОН – источник опорного напряжения.

Если устранить неопределенность, то сведем апертурную погрешность к минимуму.

Номиналы конденсаторов изменяются по двоичному закону. C0, C1=2C0,C2=4C0… двоично-взвешенные конденсаторы.

Входной код поступает параллельно на все ключи. Данное устройство работает в двух фазах.

В фазе 1 происходит разряд всех конденсаторов, а в фазе 2 ключ подключается к шине и получается заряд конденсатора. За одинаковое время зарядка конденсатора будет меняться по двоичному закону.

Режим автогенерации.