logo
Всё по МСА доц

4.2.2 Метод поразрядного кодирования

Метод поразрядного кодирования (уравновешивания) предусматривает наличие нескольких эталонов, обычно пропорциональных по величине степеням числа 2, и сравнение этих эталонов с аналоговой величиной. Сравнение начинается с эталона старшего разряда. В зависимости от результата этого сравнения формируется значение старшего разряда выходного кода. Если эталон больше входной величины, то в старшем разряде ставится 0 и далее производится уравновешивание входной величины следующим по значению эталоном. Если эталон равен или меньше входной величины, то в старшем разряде выходного кода ставится 1 и в дальнейшем производится уравновешивание разности между входной величиной и первым эталоном.

Для построения преобразователей с более высоким быстродействием используется метод поразрядного кодирования. Схема одного из вариантов подобного преобразователя приведена на рис. 4.7.

Рис. 4.7. АЦП поразрядного кодирования

При подаче импульса запуска триггер старшего разряда Тnустанавливается в состояние 1, а остальные триггеры– в 0, одновременно записывается 1 в старший разряд регистра сдвига. В первом такте работы на компаратор подаютсяUвхиUэп, снимаемое с выхода ЦАП и соответствующее 1 старшего разряда. ЕслиUвх>Uэп, на выходе СС сигнала не будет и в старшем разряде (Tn) сохранится 1. ЕслиUвх<Uэп, то СС выдает сигнал, который через компаратор вернетТnв состояние 0. Одновременно произойдет сдвиг 1 в регистре в (n– 1) разряд, что обеспечит подачу эталонного напряженияUэ(n–1)с ЦАП на СС. Далее процесс преобразования идет аналогично. В результате преобразованияUвхуравновешивается суммой эталонных напряжений, снимаемых с ЦАП:

где ai– коэффициенты 1 и 0 в разрядах выходного кода, снимаемого с триггеровТn–Т1;Uэi– эталонное напряжение ЦАП, соответствующееi-разряду.

В рассмотренном АЦП время преобразования постоянно и определяется числом разрядов и тактовой частотой Tпр=n/fт. Погрешность преобразования зависит от ошибок ЦАП и чувствительности СС. Имеются более сложные модификации рассмотренного преобразователя, которые характеризуются повышенным быстродействием и точностью.