Аналого-цифровые преобразователи. Разновидности и принцип работы, схемотехника.

Регистр последовательного приближения принудительно задает на вход ЦАП код, который будет равен половине его шкалы (например, для 4-разрядного ЦАП это 10002 = 810). Благодаря этому напряжение UОС на выходе ЦАП (рисунок 1.6,б) будет иметь значение (2.2), (2.2)где h – квант выходного напряжения ЦАП, соответствующий единице младшего разряда.Рисунок 1.6 – Функциональная схема (а) и временные диаграммы (б) АЦП последовательного приближенияВ случае если входное значение больше, чем величина, получаемая в выражении (2.2), выход компаратора получает значение 1, если меньше, то 0. Далее происходит сравнение остатка с младшим разрядом, затем со следующим и т.д. Из рисунка 1.6, б также следует, что итогом процесса преобразования является получения на выходе сравнивающего устройства (компаратора) выходного числа, представленного последовательным кодом, где впереди располагаются старшие разряды. Время работы АЦП (его быстродействие) зависит от того, как только ЦАП достигнет величины установившегося времени tуст с погрешностью, не превышающей 0,5·ЕМР, времени переключения компаратора tк и задержки распространения сигнала в регистре последовательного приближения tз. Следовательно, для определения младших разрядов может быть использована более высокая тактовая частота. При поразрядной вариации тактовой частоты CLK возможно уменьшение времени преобразования tпр до 40%. Для этого в состав АЦП может быть включен контроллер.Таким образом, были рассмотрены все варианты построения АЦП. Очевидно, что выбор между видом преобразователя заключается в исходных требованиях. Среди оцениваемых параметров:– быстродействие;– конструктивные особенности. Выбор всегда является оптимальным решением и не может быть получен сразу максимальный результат. То есть приходится «жертвовать» или скоростью работы или загромождением конструкции преобразователя. ЗаключениеВ процессе выполнения реферата были рассмотрены структуры устройств, которые позволяют преобразовывать цифровой сигал в аналоговый и наоборот. В простейшем случае реализовать данные устройства возможно за счёт аналоговых ключей, которые используются в коммутации цепи. Рассмотрены устройства, осуществляющие преобразование аналогового сигнала в цифровой. Выделена классификация данных устройств. Отмечено, что основным недостатком параллельных АЦП является высокая сложность построения. Это приводит к высокой стоимости и существенному потреблению мощности (до 4 Вт). Рассмотрен принцип действия многотактных АЦП. Отмечено, что внедрение конвейерного принципа их работы возможно за счёт внедрения задержки аналогового и цифрового сигнала, которые реализуются устройством выборки-хранения и D-триггером.Список использованных источниковТлостанов Ю.К. Лабораторный практикум по дисциплине "Основы цифровой техники". – Каб.-Балк. ун-т, 2002. – 110 с.Касьянов А.Н. Micro-Cap в схемотехнике: Учебное пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. 112с.3. Жмудь В.А. Применение ЦАП и АЦП в системах управления высшей точности // Автоматика и программная инженерия. 2013, №4(6) 68.4. Малахов О.С., Радионов А.А. Схемотехника цифровых электронных устройств: учеб.пособие. – Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2012. – 152 с.5. Уэйкерли, Дж.Ф. Проектирование цифровых устройств / Дж.Ф. Уэйкерли. – М., 2002. – Т.1. – 543 с.