Ацп поразрядного кодирования

Данный тип АЦП часто называют АЦП последовательного приближения или АЦП с поразрядным уравновешиванием. Схема АЦП поразрядного кодирования приведена на рис. 6.7. Основой устройства являются регистр последовательного приближения (РПП). Алгоритм его работы следующий: по каждому импульсу ГТИ РПП последовательно, начиная со старшего разряда, формирует на выходе Q сигнал логической «1», который в зависимости от сигнала, поступающего на его управляющий вход с выхода компаратора, либо остается неизменным, либо заменяется сигналом логического «0». Временные диаграммы работы АЦП поразрядного кодирования приведены на рис. 6.8.

В момент времени t0 по сигналу «ПУСК» в выходной статический регистр РПП, выполненный на RS-триггерах DD3.1,DD3.2 …DD3.n, записывается код, содержащий «1» только в старшем разряде Qn. Этот код при помощи ЦАП преобразуется в напряжение U0RN1, которое на выходе компаратора DA сравнивается с входным напряжением устройства. Если U0RN1 > Uвх, то на выходе компаратора формируется единичный сигнал, если U0RN1 < Uвх — нулевой сигнал.

Одновременно сигналом «ПУСК» в младший разряд Q0 сдвигового регистра DD1 РПП по фронту ГТИ так же записывается сигнал логической 1. Этот сигнал открывает логический переключатель на элементе 2И DD2.1 и выходной сигнал компаратора передается на вход R триггера DD3.1. При этом если U0RN1>Uвх, то триггер DD3.1 сбрасывается и на выходе РПП формируется нулевой код. В противном случае (U0RN1<Uвх) триггер DD3.1 остается установленным и на выходе РПП сохраняется код с единицей в старшем разряде.

ацп поразрядного кодирования - student2.ru

Рисунок 6.7 — Схема АЦП с поразрядным кодированием

ацп поразрядного кодирования - student2.ru

Рисунок 6.8 — Временные диаграммы работы АЦП поразрядного кодирования

Следующий фронт ГТИ сдвигает код записанный в DD1 влево. В результате этого сигнал логической «1» перемещается в его первый разряд (Q1), что устанавливает триггер DD3.2. На выходе РПП формируется код, содержащий единицу в разряде Qn-1, а на выходе ЦАП — новое значение напряжения, равное U0RN2. Это напряжение также сравнивается с Uвх. Так как сигнал логической единице присутствует только на выходе Q1 регистра DD1, то выходной сигнал компаратора DА может воздействовать на вход R только триггера DD3.2. При этом, если U0RN2>Uвх, то DD3.2 сбрасывается, а если U0RN2<Uвх — триггер остается установленным.

Следующий импульс ГТИ сдвигает код, записанный в DD1 влево и процесс продолжается аналогично описанному до тех пор, пока сигнал логической 1 не достигнет старшего разряда Qn регистра DD1. В этом случае по импульсу ГТИ регистр DD1 устанавливается в нуль и процесс преобразования завершается. Искомое значение выходного кода считывается с выхода РПП.

Из приведенного алгоритма следует, что число импульсов, необходимое для выполнения преобразования, равно разрядности выходного кода АЦП, т.е. время преобразования равно:

ацп поразрядного кодирования - student2.ru ,

где b — разрядность АЦП.

Ввиду своей достаточной простоты и хорошего быстродействия данный тип АЦП находит широкое применение.

Наши рекомендации