19. Аналого-цифровые преобразователи, реализованные на принципе последовательного счета

Принцип та­кого преобразователя сводится к следующему. Счетные им­пульсы заполняют счетчик, на выходе которого формируется код с нарастающим весом. Этот код поступает на ЦАП, на­пряжение на выходе которого у величивается. Когда оно чуть превысит напряжение, присутствующее в данный момент на входе, доступ импульсов к счетчику прекращается. Код, установившийся при этом на выходах счетчика, является цифровым эквивалентом напряжения на выходе ЦАП, а следовательно, и напряжения выборки входного напряжения U_вх.

Схема, реализующая описанный принцип АЦП последовательного счета, изображена на рис.10.6,а.

Преобразование начинается с обнуления счетчи­ка импульсом генератора тактовых импульсов (ГТИ). Период следования этих импульсов является периодом дискретизации входного аналогового напряжения. После обнуления счетчика  напряжение на выходе ЦАП становится равным нулю – на выходе компаратора логическая 1,обеспечивающая по­ступление  импульсов от генератора счетных импуль­сов (ГСИ) через элемент И на счетчик. Когда напряжение на выходе ЦАП станет практически равным U_вх, компаратор переключится и  логическим нулем на  выходе  разъединит  ГСИ  и  счетчик. Таким образом, в промежуток времени с момента окончания импульса ГСИ, обнулившего счетчик, до завершения  преобразования осуществляется оцифровка выборки входного напряжения.

Заметим, что с поступлением на счетчик каждого импульса (с увеличением выходного кода на единицу) напряжение на выходе ЦАП увеличивается на квант, так что U_{вых.цап} содержит целое число квантов, которым оно уравновешивает U_вх. Поэтому нельзя гарантировать, что такое уравновешивание может иметь ошибку, меньшую одного кванта, что соответствует ошибке на единицу в младшем разряде  выходного кода.