• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Виды аналого-цифровых преобразователей и их особенности

Виды аналого-цифровых преобразователей и их особенности
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) представляют собой устройства, предназначенные для преобразования электрических величин (напряжения, тока, мощности, сопротивления, емкости и др.) в цифровой код. Наиболее часто входной величиной является напряжение. Все другие величины перед подачей на такой АЦП нужно предварительно преобразовывать в напряжение. Однако на практике находят применение также преобразователи, например, сопротивления или емкости в цифровой код без промежуточного преобразования в напряжение. Обычно это позволяет уменьшить погрешность преобразования, но усложняет проектирование преобразователя и его изготовление. Последнее объясняется тем, что серийные промышленные микросхемы АЦП предназначены только для работы с напряжением. Поэтому в дальнейшем будут рассмотрены только преобразователи напряжения в цифровой код.

В связи с этим все типы АЦП можно разделить на две группы: АЦП мгновенных значений напряжения и АЦП средних значений напряжения. Так как операция усреднения предполагает интегрирование мгновенного значения напряжения, то АЦП средних значений часто называют интегрирующими.

При преобразовании напряжения в цифровой код используются три независимых операции: дискретизация, квантование и кодирование. Процедура аналого-цифрового преобразования непрерывного сигнала представляет собой преобразование непрерывной функции напряжения u(t) в последовательность чисел u(tn), где u = 0,1,2..., отнесенных к некоторым фиксированным моментам времени. При дискретизации непрерывная функция u(t) преобразуется в последовательность ее отсчетов, как показано на рис. 75, а.

Вторая операция, называемая квантованием, состоит в том, что мгновенные значения функции u(t) ограничиваются только определенными уровнями, которые называются уровнями квантования. В результате квантования непрерывная функция u(t) принимает вид ступенчатой кривой uK(t), показанной на рис. 75, б, а квантованные величины – вид цифрового кода, т. е. последовательности цифр, подчиненных определенному закону.


Рис. 75

С помощью операции кодирования осуществляется условное представление величины напряжения.

В основе дискретизации сигналов лежит принципиальная возможность представления их в виде взвешенных сумм:

u(t) = Σ anfn(t),

где аn – некоторые коэффициенты или отсчеты, характеризующие исходный сигнал в дискретные моменты времени, fn(t) – набор элементарных функций, используемых при восстановлении сигнала по его отсчетам.

При использовании в АЦП двоично-десятичных кодов каждая значащая десятичная цифра представляется четырьмя двоичными знаками и содержит десять значений сигнала от 0 до 9. Так, например, десятичное число 10 можно представить как 0001 0000, а число 99 можно представить в виде 1001 1001.

Так как при кодировании четырьмя двоичными знаками можно получить 16 кодовых значений, то приведенное двоично-десятичное представление не является единственным. Наиболее широко используют коды, в которых цифрам в тетрадах присваивают веса 8-4-2-1 или 2-4-2-1:



Зависимости электропроводности от температуры

При этом в области комнатных температур, при которых обычно работает полупроводниковый прибор, влияние...

читать далее

Стабилизатор переменного напряжения

Одна из возможных схем стабилизатора переменного напряжения на кремниевых стабилитронах приведена...

читать далее

Фотопреобразовательный режим работы фотодиода

Во этом случае фотодиод подобен действию фоторезистора. В этом (фотодиодном) режиме диод включается с помощью внешнего...

читать далее