Рис. 6
Время Т, в течение которого триггер находится в состоянии 1, пропорционально входному напряжению. Таким образом, входное напряжение преобразуется во временной интервал, длительность которого пропорциональна значению входного напряжения.
В течение времени Т с выхода триггера подается высокое напряжение на вход элемента И, и импульсы генератора импульсной последовательности (ГИП) проходят через элемент на вход счетчика (Сч). Очевидно, устанавливающееся в счетчике число пропорционально T, а, следовательно, и Uвх.
Для получения нового отсчета напряжения следует вновь подать импульс запуска. Таким образом, импульсы запуска должны следовать с частотой дискретизации входного напряжения. Покажем, как определяются параметры элементов преобразователя.
По заданной относительной погрешности η преобразователя определяется максимальное число Nmax до которого счетчик должен производить счет: Мтах= 1/η. Число разрядов счетчика находится как минимальное п, удовлетворяющее неравенству Nтах <2 n.
Процесс преобразования значения Цвх в число занимает время Т, пропорциональное Цвх. Максимальное значение Тмах называется временем преобразования;
Тпр=Тмах= τ Nmax=Nmax/F
где τ и Р- соответственно период и частота генератора импульсов. Отсюда
= Nmax/ Тпр
Аналого-цифровой преобразователь последовательного счета
Структурная схема преобразователя данного типа приведена на рис 7.
Тактовым импульсом (ТИ) счетчик (Сч) сбрасывается в нулевое состояние. Нулевое напряжение Uцап=0 возникает на выходе ЦАП, преобразующего числа в счетчике в пропорциональное напряжение. Устанавливается неравенство Uвх>Uцап, при котором компаратор (К) подает на вход элемента И уровень лог. 1. При этом импульсы генератора импульсной последовательности (ГИ) проходят через элемент И на вход счетчика. Каждый поступивший на вход счетчика импульс вызывает увеличение на единицу хранившегося в нем числа, на одну элементарную ступеньку возрастает напряжение на выходе ЦАП. Таким образом, напряжение Uцап растет по ступенчатому закону, как показано на рис. 7,6. В момент времени, когда Uцап достигает значения, превышающего Uвх компаратор выдает уровень лог. 0, и в дальнейшем прекращается доступ импульсов генератора в счетчик. Полученное к этому моменту времени в счетчике число пропорционально напряжению Uвх.
Рис. 7
Из-за того, что в АЦП рассматриваемого типа не используется генератор линейно изменяющегося напряжения, его аппаратурные погрешности меньше, чем могут быть в АЦП с промежуточным преобразованием.
Читайте также
Разработка макета для исследования металлических проводниковых материалов
Автоматизация
производства процесс в развитии машинного производства, при котором часть или
весь комплекс операций по качественному преобразованию состояния исходного
сырья, управлению ...
Проектирование двухвходовой КМОП-схемы дешифратора 2 в 4
КМОП
(комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник; англ. CMOS,
Complementary-symmetry/metal-oxide semiconductor) - технология построения
электронных схем. В те ...
Приемно-контрольная панель на базе микроконтроллера
Приемно-контрольные
приборы (ПКП) осуществляют прием информации от извещателей, ее запоминание,
обработку и передачу соответствующим службам, а также выполняют процедуры
взятия под охра ...