Расчетно-графическая работа

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Электронные устройства испытательных систем»

на тему: «Анализ функционирования квантователей ЦИП»

Вариант - 2

Выполнила:

студентка 541 группы

Вацько В.В.

Проверил:

Жмерёв В.С.

Севастополь

Аналого-цифровой преобразователь АЦП) — устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Обратное преобразование осуществляется при помощи ЦАП (цифро-аналогового преобразователя).

Как правило, АЦП — электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код. Тем не менее, некоторые неэлектронные устройства с цифровым выходом, следует также относить к АЦП, например, некоторые типы преобразователей угол-код. Простейшим одноразрядным двоичным АЦП является компаратор.

Наибольшее распространение получили два типа квантователей: с поразрядным уравновешиванием (он обеспечивает наибольшую скорость преобразования) и с двухтактным интегрированием (обеспечивает подавление помех промышленной частоты 50 Гц).

АЦП с поразрядным уравновешиванием содержит компаратор, вспомогательный ЦАП и регистр последовательного приближения. АЦП преобразует аналоговый сигнал в цифровой за N шагов, где N — разрядность АЦП. На каждом шаге определяется по одному биту искомого цифрового значения. Последовательность действий по определению очередного бита заключается в следующем. На вспомогательном ЦАП выставляется аналоговое значение, образованное из битов, уже определённых на предыдущих шагах; бит, который должен быть определён на этом шаге, выставляется в 1, более младшие биты установлены в 0. Полученное на вспомогательном ЦАП значение сравнивается с входным аналоговым значением. Если значение входного сигнала больше значения на вспомогательном ЦАП, то определяемый бит получает значение 1, в противном случае 0. Таким образом, определение итогового цифрового значения напоминает двоичный поиск. АЦП этого типа обладают одновременно высокой скоростью и хорошим разрешением. Однако при отсутствии устройства выборки хранения погрешность будет значительно больше.

В основе работы этого класса преобразователей лежит принцип дихотомии, т.е последовательного сравнения измеряемой величины с 1/2, 1/4, 1/8 и т.д. от возможного максимального значения ее. Это позволяет для N-разрядного АЦП последовательного приближения выполнить весь процесс преобразования за N последовательных шагов (итераций) вместо 2N-1 при использовании последовательного счета и получить существенный выигрыш в быстродействии. Так, уже при N=10 этот выигрыш достигает 100 раз и позволяет получить с помощью таких АЦП до 105...106 преобразований в секунду. В то же время статическая погрешность этого типа преобразователей, определяемая в основном используемым в нем ЦАП, может быть очень малой, что позволяет реализовать разрешающую способность до 18 двоичных разрядов.

Упрощенная структура такого преобразователя приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. Упрощенная структура АЦП поразрядного уравновешивания,

где СУ – сравнивающее устройство;

ПЗУ – программное запоминающее устройство.

Квантуемое напряжение подается на один из входов сравнивающего устройства (СУ). На другой вход СУ подается компенсирующее напряжение , получаемое с помощью преобразователя параллельного кода в напряжение. Код вырабатывается программным запоминающим устройством (ПЗУ), которое управляется сигналами, поступающими от СУ. Входной код , вырабатываемый ПЗУ, после окончание процесса уравновешивания схемы пропорционален значению .

Дата добавления: 2015-10-30