Аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат

Цифровые вольтметры, реализующие кодо-импульсный метод преобразования. Быстродействие дельта-сигма ЦАП достигает сотни тысяч отсчетов в секунду, разрядность -- до 24 бит. Точность преобразования , которая зависит от погрешностей: квантования, инструментальной и погрешности аппаратуры чувствительности датчика, шага квантования, разрядности преобразователя, точности обработки ЭВМ и т. Мы не рассылаем рекламу и спам. SiNAD рассчитывается по следующей формуле:.

Большинство микросхем ЦАП относится к этому типу; выбор конкретного набора способов является компромиссом между быстродействием, точностью и стоимостью ЦАП. Аналого-цифровой преобразователь аналог - код предназначен для преобразования аналоговой величины в цифровой код. Схема АЦП зависит от метода преобразования и способа его реализации.

Существует ряд методов аналого-цифрового преобразования: последовательного счета; поразрядного уравновешивания; двойного интегрирования; с преобразованием напряжения в частоту; параллельного преобразования. Наиболее часто используется метод поразрядного уравновешивания последовательного преобразованияпри этом последовательно формируются коды, начиная с цифры старшего разряда 2 n-1 и завершая младшим первым.

Из этой формулы следует, что отличительной особенностью метода многотактного интегрирования является то, что ни тактовая частота, ни постоянная интегрирования RC не влияют на результат. SiNAD рассчитывается по следующей формуле:.

Эти коды поступают на ЦАП, выход которого, сравнивается со входным сигналом. В схеме приняты следующие условные обозначения: РПП - регистр последовательных преобразований; ГТИ - генератор тактовых импульсов. При нажатии кнопки пуск ГТИ заносит в старший разряд РПП единицу, при этом код преобразуется в аналоговый сигнал и сравнивается с входным сигналом - Uвх. В Фибоначчевых АЦП для поразрядного уравновешивания используются 1-числа Фибоначчи 1, 1, 2, 3, 5, 8. Достоинство Фибоначчевых АЦП: избыточность кода Фибоначчи позволяет обнаруживать и исправлять ошибки при наличии помех.

Пример 1.

Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и дешифраторы

В результате квантования по уровню значение сигнала выдается в двоичном коде с ценой младшего реферат хромосомным болезням равного шагу квантования. Решение: При заданном способе квантования погрешность квантования отрицательная и может принимать значения от 0 до x.

Где x шаг квантования. Если N - количество интервалов разбиения динамического диапазона изменения входного сигнала, то количество уровней квантования- m равно. При выборе конвеерного АЦП следует иметь в виду, что многие из них не допускают работу с низкой частотой выборок.

Это вызвано тем, что внутренние УВХ имеют довольно высокую скорость разряда конденсаторов хранения, поэтому работа с большим тактовым периодом приводит к значительному изменению преобразуемого сигнала в ходе преобразования.

Этот преобразователь аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат типичным примером последовательных АЦП с единичными приближениями и состоит из компаратора, счетчика и ЦАП рис. На один вход компаратора поступает входной сигнал, а на другой - сигнал обратной связи с ЦАП. Работа преобразователя начинается с прихода импульса запуска, который включает счетчик, суммирующий число импульсов, поступающих от генератора тактовых импульсов ГТИ.

Выходной код счетчика подается на ЦАП, осуществляющий его преобразование в напряжение обратной связи U ос. Аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат преобразования продолжается до тех пор, пока напряжение обратной связи сравняется со входным напряжением и переключится компаратор, который своим выходным сигналом прекратит поступление тактовых импульсов на счетчик.

Переход выхода компаратора из 1 в 0 означает завершение процесса преобразования. Выходной код, пропорциональный входному напряжению в момент окончания преобразования, считывается с выхода счетчика. Время преобразования АЦП этого типа является переменным и определяется входным напряжением. Его максимальное значение соответствует максимальному входному напряжению и при разрядности двоичного счетчика N и частоте тактовых импульсов f такт равно.

Статическая погрешность преобразования определяется суммарной статической погрешностью используемых ЦАП и компаратора.

Аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат 1303

Частоту счетных импульсов необходимо выбирать с учетом завершения переходных процессов в. При работе без устройства выборки-хранения апертурное время совпадает с временем преобразования. Как следствие, результат преобразования черезвычайно сильно зависит от пульсаций входного напряжения. При наличии высокочастотных пульсаций среднее значение выходного кода нелинейно зависит от среднего значения входного напряжения.

Это означает, что АЦП данного типа без устройства выборки-хранения пригодны для работы с постоянными или медленно изменяющимися напряжениями, которые за время преобразования изменяются не более, чем на значение кванта преобразования. Таким образом, особенностью АЦП последовательного счета является небольшая частота дискретизации, достигающая нескольких килогерц.

[TRANSLIT]

Достоинством АЦП данного класса является сравнительная простота построения, определяемая последовательным характером выполнения процесса преобразования. Преобразователь этого типа, называемый в литературе также АЦП с поразрядным уравновешиванием, является наиболее распространенным вариантом последовательных АЦП.

Основы ЦОС: 11. АЦП и ЦАП

В основе работы этого класса преобразователей лежит принцип дихотомии, т. Это позволяет для N-разрядного АЦП последовательного приближения выполнить весь процесс преобразования за N последовательных шагов итераций вместо 2 N -1 при использовании последовательного счета и получить существенный выигрыш в быстродействии. 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 при частоте выборок до кГц например, DSP фирмы Burr-Brown.

Рассмотрим принципы построения и работы АЦП последовательного приближения на примере классической структуры рис. Благодаря этому напряжение U ос на выходе ЦАП рис. Эта величина составляет половину возможного диапазона преобразуемых сигналов. Если входное напряжение больше, чем эта величина, то на выходе компаратора устанавливается 1, если меньше, то 0.

В этом последнем случае схема управления должна переключить старший разряд d 3 обратно в состояние нуля. Непосредственно вслед за этим остаток. После четырех подобных выравнивающих шагов в регистре последовательного приближения оказывается двоичное число, из которого после цифро-аналогового преобразования получается напряжение, соответствующее Uвх с точностью до 1 ЕМР.

Выходное число может быть считано с РПП в виде параллельного двоичного кода по N линиям. Кроме того, в процессе преобразования на выходе компаратора, как это видно из рис.

Быстродействие АЦП данного типа определяется суммой времени установления t уст ЦАП до установившегося значения с погрешностью, не превышающей 0,5 ЕМР, времени переключения компаратора t к профессиональное самоопределение дипломная задержки распространения сигнала в регистре последовательного приближения t з.

Следовательно для определения младших разрядов может быть использована более высокая тактовая частота. Для этого в состав АЦП может быть включен контроллер. При работе без устройства выборки-хранения апертурное время равно времени между началом и фактическим окончанием преобразования, которое так же, как и у Аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат последовательного счета, по сути зависит от входного сигнала, то есть является переменным. Возникающие при этом апертурные погрешности носят также нелинейный характер.

Поэтому для эффективного использования АЦП последовательного приближения, между его входом и источником преобразуемого сигнала следует включать УВХ. Устройство слежения-хранения отличается тем, что постоянно находится в режиме выборки, переходя в режим хранения только на время преобразования сигнала. Данный класс АЦП занимает промежуточное положение по быстродействию, стоимости и разрешающей способности между последовательно-параллельными и интегрирующими АЦП и находит широкое применение в системах управления, контроля и цифровой обработки сигналов.

Недостатком рассмотренных выше последовательных АЦП является низкая помехоустойчивость результатов преобразования. Действительно, выборка мгновенного значения входного напряжения, обычно включает слагаемое в виде мгновенного значения помехи. Впоследствии при цифровой обработке последовательности выборок эта составляющая может быть подавлена, однако на это требуется время и вычислительные ресурсы.

В АЦП, рассмотренных ниже, входной сигнал интегрируется либо непрерывно, либо на определенном временнoм интервале, длительность которого обычно выбирается кратной периоду помехи. Это позволяет во многих случаях подавить помеху еще на этапе преобразования.

Платой за это является пониженное быстродействие интегрирующих АЦП. Преобразование проходит две стадии: стадию интегрирования и аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат счета. В начале первой стадии ключ S 1 замкнут, а ключ S 2 разомкнут. Интегратор И интегрирует входное напряжение U вх.

Время интегрирования входного напряжения t 1 постоянно; в качестве таймера используется счетчик с коэффициентом пересчета K счтак. К моменту окончания интегрирования выходное напряжение интегратора составляет 7.

После окончания стадии интегрирования ключ S 1 размыкается, а ключ S 2 замыкается и опорное напряжение U оп поступает на вход интегратора. При этом выбирается опорное напряжение, противоположное по знаку входному напряжению. На стадии счета выходное напряжение интегратора линейно. Стадия счета заканчивается, когда выходное напряжение интегратора переходит через нуль. Для реальных преобразователей, изготавливаемых в виде интегральных микросхем, процесс преобразования не является идеальным: на него оказывают влияние как технологический разброс параметров при производстве, так и различные внешние помехи.

Поэтому цифровой код на выходе АЦП определяется с погрешностью.

Аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат 587

В спецификации на АЦП указываются погрешности, которые дает сам преобразователь. Аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат обычно делят на статические и динамические. При этом именно конечное приложение определяет, какие характеристики АЦП будут считаться определяющими, самыми важными в каждом конкретном случае. В большинстве применений АЦП используют для измерения медленно изменяющегося, низкочастотного сигнала например, от датчика температуры, давления, от тензодатчика и т.

Здесь основную роль играет статическая погрешность измерения. В спецификации АЦП этот тип погрешности определяют аддитивная погрешность Offsetмультипликативная погрешность Full-Scaleдифференциальная нелинейность DNLинтегральная нелинейность INL и погрешность квантования. Эти пять характеристик позволяют полностью описать статическую погрешность АЦП.

Каждый горизонтальный отрезок этой функции соответствует одному из значений выходного кода АЦП см. Если соединить линиями начала этих горизонтальных отрезков на границах перехода от одного значения кода к другомуто идеальная передаточная характеристика будет представлять собой прямую линию, проходящую через начало координат.

Это достигается смещением передаточной характеристики влево, что смещает погрешность квантования из диапазона Из-за технологического разброса параметров при изготовлении интегральных микросхем реальные АЦП не имеют идеальной передаточной характеристики. Отклонения от идеальной передаточной характеристики определяют статическую погрешность АЦП и приводятся в технической документации. Идеальная передаточная характеристика АЦП пересекает начало координат, а первый переход кода происходит при достижении значения 1 LSB.

Аддитивная погрешность погрешность смещения может быть определена как смещение всей передаточной характеристики влево или вправо относительно оси входного напряжения, как показано на рис. Мультипликативная погрешность погрешность полной шкалы представляет собой разность между идеальной и реальной передаточными характеристиками в точке максимального выходного значения при условии нулевой аддитивной погрешности смещение отсутствует.

  • Хоровиц П.
  • Сила тока источника проводимость резистора пропорциональна весу бита, которому он соответствует.
  • Читать или Скачать.
  • Описание используемых интегральных микросхем.
  • Характеристика отсчётов аналогового сигнала и частей опорного напряжения.

Это проявляется как изменение наклона передаточной функции, что иллюстрирует рис. У идеальной передаточной характеристики АЦП ширина каждой "ступеньки" должна быть одинакова. Разница в длине горизонтальных отрезков этой кусочно-линейной функции из 2 N "ступеней" представляет собой дифференциальную нелинейность DNL. Разность напряжений между каждым кодовым переходом должна быть равна величине LSB.

Отклонение этой разности от LSB определяются как дифференциальная нелинейность. На рисунке это показано как неравные промежутки между "шагами" кода или аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат "размытость" границ переходов на передаточной характеристике АЦП. Интегральная нелинейность INL - это погрешность, которая вызывается отклонением линейной функции передаточной характеристики АЦП от прямой линии, как показано на рис.

Обычно передаточная функция с интегральной нелинейностью аппроксимируется прямой линией по методу наименьших квадратов. Часто аппроксимирующей прямой просто соединяют наименьшее и наибольшее значения.

Таким образом, все ненулевые биты кода суммируются с весом. Цифро-аналоговые преобразователи ЦАП Цифро-аналоговый преобразователь, предназначенный для преобразования числа в напряжение или ток.

Интегральную нелинейность определяют путем сравнения напряжений, при которых происходят кодовые переходы. А для реального преобразователя такое условие может выполняться с погрешностью. Разность между "идеальными" уровнями напряжения, при которых происходит кодовый переход, и их реальными значениями выражается в единицах LSB и называется интегральной нелинейностью.

Одна из наиболее существенных составляющих ошибки при измерениях с помощью АЦП - погрешность квантования -является результатом самого процесса преобразования.

Она не может быть исключена в аналого-цифровых преобразованиях, так как является неотъемлемой частью процесса преобразования, определяется разрешающей способностью АЦП и не меняется от АЦП к АЦП с равным разрешением.

Динамические характеристики АЦП обычно определяют с помощью спектрального анализа, по результатам выполнения быстрого преобразования Фурье БПФ над аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат выходных значений АЦП, соответствующих некоторому тестовому входному сигналу. Характеристика основных типов цифро-аналоговых преобразователей. Особенности программирования портов ввода вывода микроконтроллера.

Составление программ, синтезирующих аналоговый сигнал заданной формы. Схемы резистивной матрицы, листинг программы. Расчет источника опорного напряжения для схемы аналого-цифрового преобразователя АЦП.

Аналого цифровые и цифро аналоговые преобразователи реферат 5731309

Выбор компаратора, составление счетчика. Принцип работы АЦП. Получение полосового фильтра. Граничная частота входных сигналов.

Титульный лист по обж реферат50 %
Экономика германии 2019 доклад17 %

Перевод сигнала в аналоговую форму. Аналоговые и релейные сигналы. Выходное напряжение операционного усилителя представляет собой сумму входных токов напряжений. Банк учебных материалов referatwork. Авторские права на базы данных учебных материалов защищены с Наименование параметра. Тема статьи:. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Рубрика тематическая категория.

DEFAULT1 comments