Главная Промышленная автоматика.

Такты Б4

Растянуто

т /28 /32 W0 юг

П25В

Выход ЦАП; точка А

1 . .

1 ; 1 1

40м6 J ---

/о bV" -ътв \

Выход В компаратора; точка В Н-

iliillliliiililllllillilliilliiiiilliliiililiil

гыдой В триггера; точка с п-

1 1

Включение буферного регистра; точка D

Фиг. 8.19. Аналого-цифровой преобразователь последовательного счета, с-полная принципиальная схема; б-форма сигналов при подаче иа аналоговый вход напряжения +2,5 В.



ВХОДНЫМ сигналом осуществляется путем резистивного суммирования на одном входе компаратора. При этом используется внутренний суммирующий резистор Ц/А-преобразователя, который точно согласован с его эквивалентным выходным сопротивлением. Для того чтобы паразитные короткие импульсы, возникающие при переключениях на выходе Ц/А-преобразователя, не смогли вызвать преждевременное срабатывание компаратора, выход последнего стробируется тактовыми сигналами. Стробирование приводит к необходимости использовать /?5-триггер, образованный двумя схемами совпадения с перекрестными связями, чтобы в каждом цикле преобразования мог быть воспринят только один отпирающий импульс. Отметим, что данные ёа его выходе в свзи с условиями полярности цифро-аналогового преобразователя будут представлены в дополнительном коде.

Для калибровки системы А/Ц в диапазоне входных напряжений от О до +5 В нужно сначала обычным путем подать нуль на вход операционного усилителя. После этого на его вход подается напряжение +2,500 В и потенциометр, включенный между опорным источником и Ц,/А-преобразователем регулируется так, чтобы при этом уровне происходило изменение состояния старшего разряда. Полная шкала входных сигналов будет в этом случае на один младший разряд меньше чем +5,000 В, т. е. +4,980 В. Для того чтобы работать в диапазоне входных сигналов от О до +10 В, нужно подключить выход операционного усилителя к выводу 2/?сум цифро-аналогового преобразователя. Для работы в диапазоне от О до -5 В выход операционного усилителя должен быть подключен к инверсному входу компаратора через резистор 5 кОм. При работе с сигналами обеих полярностей в диапазоне от -5 до +5 В вывод общей шины многозвенной цепи Ц/А-преобразователя соединяется с выводом опорного напряжения, который в свою очередь через потенциометр соединяется с выводом Тз цифро-аналогового преобразователя. Фактически можно обеспечить любой диапазон входных напряжений, изменяя коэффициент усиления операционного усилителя, полярность его подключения или регулируя опорное напряжение с помощью потенциометра. Сдвиг нуля может обеспечиваться за счет подачи смещения на общую шину многозвенной цепи, а также на вход операционного усилителя или компаратора.

Точность системы связана главным образом с точностью цифро-аналогового преобразователя и в меньшей степени со смещением сигнала на входе операционного усилителя или компаратора. Схема, представленная на фиг. 8.19, а, обеспечивает точность ±/2 МЗР при комнатной температуре и ±1 МЗР в диапазоне температур от -55 до +125°С. Такая точность



имеет место при тактовой частоте 330 кГц. Для получения дополнительно еще одного разряда может быть использована частота 1 мГц.

Опираясь на схему, представленную на фиг. 8.19, а, как на исходную, можно осуществить различные модификации цифровой части, которые позволят удовлетворить всевозможным требованиям. Например, если требуется преобразование по команде, вся схема до компаратора, включая триггер, может быть исключена, а выход компаратора использован для запрета прохождения тактового сигнала. Счетчики будут сохранять свое значение до тех пор, пока не появится новая команца преобразования, устанавливающая их в нулевое состояние. При непрерывном преобразовании можно уменьшить среднее (но не максимальное) время преобразования, если сбрасывать счетчики сразу же после ввода данных в буферный регистр.

Другая возможность уменьшения времени преобразования состоит в использовании переменной тактовой частоты: более высокой, когда выходной сигнал Ц/А далек от входного уровня, и более низкой, когда компаратор находится вблизи точки срабатывания. Например, можно использовать управляемый напряжением тактовый генератор, так как управление частотой может осуществляться от операционного усилителя, входы которого перекрестно соединены со входами компаратора. В качестве еще одного способа можно использовать фиксированную тактовую частоту 5 МГц и последовательно с тактовой цепью включить счетчик, осуществляющий деление на 16, когда напряжение на выходе цифро-аналогового преобразователя почти равно входному. Эта схема может управляться от второго компаратора, порог срабатывания которого смещен относительно порога основного компаратора.

А/Ц-преобразователь на основе реверсивного счетчика

Другим типом преобразователя, использующим преобразование Ц/А, является аналого-цифровой преобразователь на основе реверсивного счетчика, или преобразователь следящего типа. Такой преобразователь наиболее эффективен в случае, когда нужно производить непрерывную обработку одного аналогового сигнала, а не мультиплексированных сигналов. Работа такого преобразователя основана на уравновешивании входного аналогового сигнала с помощью выхода цифро-аналогового преобразователя, которое осуществляется путем уменьщения или увеличения содержимого счетчика. Когда эти два аналоговых сигнала будут сбалансированы, состояние счетчика будет выражать цифровой эквивалент входного сигнала.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 [116] 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.0046