Студопедия

Главная страница Случайная лекция

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика






АЦП последовательного счета

Читайте также:
  1. Валютные счета.
  2. ВВП (ВНП), понятие и принципы расчета. Другие показатели СНС
  3. Генератор последовательного возбуждения.
  4. Двигатели последовательного и смешанного возбуждения
  5. Многократное измерение с неравноточными значениями отсчета.
  6. По методологии расчета.
  7. Показатели ряда динамики, способы их расчета.
  8. Показатели, характеризующие финансовое состояние предприятий, и методы их расчета.
  9. Показатель чистого дисконтированного дохода (ЧДД), область его применения и методика расчета.

Принцип работы АЦП последовательного счета со счетчиком рассмотрим с использованием структурной схемы имеет следующий вид (рисунок...)

 

Устройство содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ), выход которого подключен к первому входу элемента 2И DD1. Выход элемента 2И соединен со счетным входом счетчика DD2, поразрядные выходы которого соединены с входами ЦАП. Выход ЦАП подключен к инвертирующему входу безгистерезисного компаратора DА, к неинвертирующему входу которого подключается источник входного напряжения, преобразуемого в код. Выход компаратора соединен со вторым входом элемента 2И DD1.

Работает АЦП следующим образом. В исходном состоянии вход установки в нуль счетчика DD2 подан активный логический сигнал. Счетчик сброшен. Его выходной код равен нулю. Равно нулю и выходное напряжение ЦАП. Поэтому, если Uвх>0, то выходе компаратора присутствует сигнал лог. 1 и тактовые и пульсы с выхода ГТИ через элемент 2И DD1 поступают на вход C счетчика. Однако, так как сигнал на входе R=0, выходной к счетчика Х≡0.

Преобразование начинается в момент снятия со входа R активного логического сигнала (импульс "Пуск"). В этом случае с приходом каждого тактового импульса с выхода ГТИ счетчик выполняет операцию инкремента. Его выходной код начинает увеличиваться. Соответственно увеличивается и выходное напряжение ЦАП (рис....).

 

Этот процесс продолжается до тех пор, пока выходное напряжение ЦАП не превысит величину Uвх. В этот момент компаратор DА сформирует на выходе сигнал лог. 0. В результате на выходе элемента 2И DD1 также будет сформирован сигнал лог. 0 и увеличение выходного кода счетчика прекратится.

При этом значение выходного кода счетчика будет прямо пропорционально входному напряжению Uвх и обратно пропорционально абсолютной разрешающей способности используемого ЦАП

 

Nвых=Uвх

 

Так как выходное напряжение ЦАП имеет форму ступенчатой функции, то напряжение Nвых должно быть округлено до ближайшего целого числа, соответствующего номеру первого уровня U*N, превышающего значение Uвх (рис. ). Для повторения цикла преобразования необходимо импульсом "Пуск" счетчик установить в нуль.

Очевидно, что время преобразования в рассмотренном АЦП прямо пропорционально его выходному коду и периоду следования импульсов ГТИ (Tгти).

Tc=TгтиNвых=TгтиUвх/α (10)

Рассмотренный режим работы называется циклическим, так как каждый раз импульс "Пуск" сбрасывает счетчик DD2 и поэтому счет (преобразование) всегда начинается с нуля.

Если в АЦП использовать реверсивный счетчик, то можно реализовать нециклический режим работы, характеризующийся более высоким быстродействием. В этом случае на выходе счетчика постоянно присутствует код, пропорциональный текущему значению входного напряжения. Структурная схема АЦП, реализующего нециклический режим работы, показана на рис.

В отличие от АЦП, работающего в циклическом режиме, в схему дополнительно введены инвертор DD4 и еще один элемент 2И DD3.

Исходное состояние схемы аналогично состоянию циклического АЦП. Счетчик DD2 сброшен. Выходное напряжение ЦАП UORN=0 и на вход "+1" счетчика DD2 поступает последовательность выходных импульсов ГТИ. При снятии активного логического уровня с входа R счетчика его выходной код начинает увеличиваться. Увеличивается и выходное напряжение ЦАП.



Этот процесс протекает до момента t1 (рис. ), в который UORN>Uвх. Срабатывание компаратора DА приводит к тому, что на выходе элеме 2И DD1 формируется пассивный для входа "+1" счетчика DD2 сигнал.

 

Одновременно инвертор DD4 формирует на нижнем входе элемента DD3 сигнал лог. 1. В результате этого на вход "-1"счетчика DD2 начинают поступать импульсы ГТИ. При этом счетчик выполняет операцию декремента и его выходной код начинает уменьшаться. Уменьшается и напряжение ЦАП. В момент нарушения неравенства Uвх>UORN происходит очередное переключение компаратора DА и счетчик начинает увеличивать свой выходной код.

Таким образом, с момента прихода импульса "Пуск" до момента t1 оба рассмотренных АЦП работают одинаково. Однако после t1 выходной код нециклического АЦП постоянно следит за изменением входного напряжения, что значительно снижает его время преобразования.

Общим недостатком рассмотренных схем является длительность интервала t1, в течение которого выходной код счетчика должен достичь значения, эквивалентного входному напряжению. Причем увеличение точности требует увеличения разрядности пользуемых счетчика и ЦАП и ведет к падению быстродействия рассмотренных устройств. Вследствие сказанного, данный тип АЦП при разработке ИС не используется.

 


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
ЦАП с суммированием токов | АЦП параллельного преобразования

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 194; Нарушение авторских прав


lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.002 сек.