АЦП. Преобразование аналогового сигнала в цифровой код. Типы АЦП и их характеристика в зависимости от разрешения и частоты дискретизации

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) - один из самых важных электронных компонентов в измерительном и тестовом оборудовании, который преобразует напряжение (аналоговый сигнал) в цифровой код, над которым микропроцессор и программное обеспечение выполняют определенные действия. Преобразование аналогового сигнала в цифровой код:

- ДИСКРИТИЗАЦИЯ; - КВАНТОВАНИЕ; - ЦИФРОВОЕ КОДИРОВАНИЕ.

ДИСКРИТИЗАЦИЕЙ называется процесс преобразования непрерывного во времени (аналогового) сигнала измерительной информации в дискретный, равный мгновенным значениям исходного сигнала только в определенные моменты времени моменты дискретизации. t – шаг дискретизации.

КВАНТОВАНИЕ – это преобразование непрерывной по размеру величины в квантованную путем замены ее мгновенных значений ближайшими квантованными значениями. Иначе процесс квантования сводится к округлению значений дискретного сигнала до ближайших квантованных значений – уровней квантования. Х – шаг квантования.

Следующим этапом преобразования измерительного сигнала является его цифровое кодирование.

ЦИФРОВЫМ КОДОМ называют последовательность цифр и сигналов, подчиняющихся определенному закону с помощью которой осуществляется условное представление численного значения квантованной величины. При этом число импульсов в кодовой группе равно « » соответствующего уровня квантования.

Существует несколько основных типов архитектуры АЦП, хотя в пределах каждого типа существует также множество вариаций. Различные типы измерительного оборудования используют различные типы АЦП.

Наиболее часто путаемыми параметрами являются разрешающая способность и точность, хотя эти две характеристики реального АЦП крайне слабо связаны между собой. Разрешение не идентично точности, 12-разрядный АЦП может иметь меньшую точность, чем 8-разрядный. Для АЦП разрешение представляет собой меру того, на какое количество сегментов может быть поделен входной диапазон измеряемого аналогового сигнала (например, для 8-разрядного АЦП это 2⁸=256 сегментов). Точность же характеризует суммарное отклонение результата преобразования от своего идеального значения для данного входного напряжения. То есть, разрешающая способность характеризует потенциальные возможности АЦП, а совокупность точностных параметров определяет реализуемость такой потенциальной возможности.

Типы АЦП: - Паралельные АЦП, АЦП последовательного приближения, Сигма-Дельта АЦП.