Nвых = intŒØUUопвх (2n -1)œßø = intغŒUUопвх Nвых maxœßø, (6.2) º
где int – функция, выделяющая целую часть; n – разрядность АЦП; Nвых max – максимальное десятичное значение выходного двоичного кода АЦП.
Достоинства АЦП последовательных приближений – простота реализации в интегральном исполнении и высокая надежность работы. Недостаток – пониженное быстродействие.
Структурная схема n-разрядного
АЦП параллельного преобразования приведена на рис. 6.4. В этом АЦП имеется 2n
компараторов К, которые сравнивают входное напряжение Uвх с опорным
напряжением Uоп, поданным через делители напряжения с коэффи1 циентом деления, кратным 
2n .
Все компараторы, у которых входное напряжение окажется большим опорного напряжения
перейдут в состояния логической единицы. При этом старший компаратор заблокирует
выходы младших и подаст единицу на логическую схему ЛС, которая преобразует входной
единичный позиционный код в двоичный выходной код Nвых . Формула
(6.2) справедлива и для этого АЦП.
Достоинства АЦП параллельного преобразования – высокое быстродействие. Недостаток – сложность внутренней структуры и, следовательно, высокая стоимость, а также пониженная надежность работы.
параллельного преобразования
Условное обозначение и передаточная характеристика четырехразрядного АЦП приведены на рис. 6.5.
Рис. 6.5. Условное обозначение и передаточная характеристика четырехразрядного АЦП
Выходной двоичный код Nвых в АЦП представлен цифровыми выходами Qi . АЦП характеризуются теми же параметрами, что и ЦАП. Соответственно, чем выше разрядность АЦП, тем точнее представляется входное аналоговое напряжение выходным двоичным кодом. На практике применяют разрядности АЦП 8 и выше.
Если использовать аналоговый мультиплексор, то можно получить многоканальный АЦП, схема которого приведена на рис. 6.6.
Рис. 6.6. Функциональная схема четырехканального восьмиразрядного АЦП
Работой схемы управляет микропроцессорная система МПС. В первый момент времени МПС подает логические нули на адресные входы Ai аналогового мультиплексора DD1 и отпирающее напряжение на электронный ключ, собранный на транзисторе VT . На выходе Q мультиплексора появляется напряжение U1 и конденсатор C заряжается до этого напряжения. Затем МПС подает на транзистор VT запирающее напряжение. Конденсатор C начинает хранить напряжение U1. Напряжение хранится конденсатором в течение времени преобразования АЦП DD2 . Таким образом, транзистор VT и конденсатор C образуют устройство выборки-хранения. Опорное напряжение на АЦП подается от источника опорного напряжения ИОН. Двоичный код, полученный на выходах АЦП, записывается в память МПС. Затем МПС подает на адресные входы мультиплексора следующий двоичный код, соответствующий каналу с напряжением U2 и процесс повторяется для всех каналов. Если каналы опрашиваются непрерывно, то этот процесс называют сканированием аналоговых каналов.
АЦП – это один из основных элементов современной электроники, так как он соединяет аналоговые сигналы, присутствующие в природе, с цифровой ЭВМ. Практически любое современное электронное устройство, применяющееся в энергетике, содержит АЦП. Например, цифровые измерительные приборы, микропроцессорные счетчики электроэнергии, устройства релейной защиты, электроприводы и т. д.
Микропроцессор (microprocessor) – это наиболее универсальная программируемая цифровая интегральная микросхема.
Первый микропроцессор был создан в 1969 г. разработчиками американской фирмы Intel. Однако по-настоящему широкое распространение микропроцессоры получили при появлении в 1976 г. восьмиразрядного микропроцессора Intel 8080 с тактовой частотой 2 МГц, содержащего 25 000 транзисторов. С этого времени микропроцессорная техника начала стремительно развиваться. Сформировались два направления: микропроцессоры для специализированных устройств и микропроцессоры для универсальных устройств – компьютеров. Современные микропроцессоры для персональных компьютеров имеют тактовую частоту до 4 ГГц и содержат до 400 миллионов транзисторов. Если начертить полную принципиальную схему такого микропроцессора на уровне транзисторов, то она займет площадь около 100 футбольных полей.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.