АЦП двойного интегрирования

Конвейерные АЦП

В конвейерных АЦП используется совокупность малоразрядных быстродействующих параллельных АЦП и быстродействующих ЦАП. Такая структура позволяет получить сигнал ошибки между реальным значением входного сигнала и его цифровым преобразованным эквивалентом. Сигнал ошибки в аналоговом виде усиливается в количество раз, определяемое разрядностью ступени преобразования (масштабируется на полную шкалу входного сигнала), и ошибка подвергается аналого-цифровому преобразованию аналогичным звеном. Разрядность преобразования при этом удваивается. Суммарное время преобразования в таких структурах определяется временем преобразования одной ступени и количеством ступеней преобразования. Время преобразования одной ступени складывается из времени установления АЦП, ЦАП и масштабирующего усилителя.

В этом типе преобразователя для преобразования отношения входного и опорного напряжений используется система "временных пропорций". Существует несколько разновидностей интегрирующих преобразователей, но все они основаны на пилообразном изменении выходного сигнала интегратора под управлением соответствующих сигналов

При работе АЦП двойного интегрирования используются два временных интервала:

§ t₀ – t₁ — временной интервал фиксированной длительности;

§ t₁ – t₂ — временной интервал, длительность которого зависит от величины входного измеряемого сигнала.

Такие АЦП могут использовать два алгоритма формирования:

¬ — заключается в том, что на вход интегратора в момент времени t₀ – t₁ подается напряжение образцового источника U₀, в результате чего к моменту времени t₁ напряжение на выходе интегратора достигает фиксированного значения U_m. В момент времени t₁ переключение ключей подает на вход интегратора измеряемое напряжение. Скорость изменения выходного напряжения интегратора на интервале t₁ – t₂ зависит от величины входного сигнала. Длительность интервала t₁ – t₂ получается обратной входному напряжению. В момент достёижения выходным напряжением интегратора нулевого значения компаратор приостанавливает процесс преобразования.

­ — на интервале t₀ – t₁ (фаза "интегрирования входного сигнала". В этой фазе к входу интегратора подключается источник входного сигнала. Тем самым изменяющийся входной сигнал поступает на вход интегратора в течение фиксированного интервала времени, определяемого системой синхронизации и тактирования. На интервале t₁ – t₂ (фаза "интегрирования опорного сигнала"), на вход интегратора подаётся сигнал от источника опорного напряжения в течение переменного интервала времени, определяемого временем достижения выходным сигналом интегратора своего исходного значения. Это время фиксируется в схеме логической обработки как результат преобразования. (U₀). Длительность интервала t₁ – t₂ получается прямо пропорциональной входному сигналу.

В обоих алгоритмах работы двухтактный процесс позволяет минимизировать ошибки преобразования, вызванные неидеальностью интегратора. АЦП такого типа реагируют на среднее значение входного напряжения в течение такта интегрирования входного сигнала, т. е. АЦП двойного интегрирования являются структурно невосприимчивыми к высокочастотным помехам и пульсациям, которые существуют во входном сигнале.

В настоящее время по структуре двойного интегрирования выпускаются АЦП серии К572. В этих преобразователях используется четырехтактное интегрирование. В первых двух тактах осуществляется аналого-цифровое преобразование при нулевом входном сигнале, результатом чего является ошибка канала преобразования, в двух последующих тактах осуществляется преобразование входного сигнала. Ошибка канала преобразования вычитается из преобразованного цифрового значения.

Дата добавления: 2014-03-13; просмотров: 606; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!