Розробка структурної схеми аналого-цифрового перетворювача порозрядного зрівноваження

Аналого-цифрові перетворювачі порозрядного зрівноваження використовуються у тому разі, якщо необхідно забезпечити похибку 0,1 …0,02% при досить високій швидкодії в межах 104…106 вим./с.

Суть порозрядного зрівноваження полягає в зрiвноваженнi вимірювальної Uа напруги компенсуючою Uк, що змінюються порозрядно нерівномірними ступенями. Відлік результату вимірювання здійснюється в момент рівності цих величин. Такий алгоритм називають ще “старшими розрядами вперед”.

На рисунку 2.1 наведено структурну схему аналого-цифрового перетворювача порозрядного зрiвноваження.

Рисунок 2.1 - Структурна схема аналогово-цифрового перетворювача порозрядного зрівноваження

Основними елементами структурної схеми аналого-цифрового перетворювача порозрядного зрiвноваження є:

G - генератор тактової частоти , який задає частоту перемикання тригерів регістра;

· РI - розподiльник iмпульсiв, який задається послідовність перемикання тригерів регістра;

- - схеми збiгу, якi призначенi для керування процесом вимiрювання;

- - SR-тригери, якi представляють собою десяти розряднi регiстри;

· ЦАП - цифро-аналоговий перетворювач, який призначений для перетворення двiйкового коду в аналогову величину;

ПП - пристрiй порiвняння (компаратор), який може знаходитись в двох станах: якщо , то на виходi компаратора формується рiвень логiчної одиницi i цим рiвнем вiдкриваються всi схеми збiгу ; якщо ж , то на виходi компаратора формується рiвень логiчного нуля, яким закриваються всi схеми збiгу.

Сутнiсть алгоритму порозрядного зрiвноваження розглянемо на конкретному прикладi. Припустимо, що вимiрювальна напруга складає 900 mB.

Вхідна напруга Uа в пристрої порівняння порівнюється з компенсуючою напругою Uк починаючи з старшого розряду. Отже, для конкретного прикладу, напруга в 512 mВ порівнюється з вимірювальною напругою 900 mВ, і оскільки Uк < Ua, пристрій порівняння виробляє сигнал, на виходi першого тригера встановлюється рiвень логiчної одиницi. Далі розподільник імпульсів встановлює в одиничний стан другий тригер і відбувається порівняння компенсуючої напруги Uк = 2n ∙∆U+2n-1∙∆U, тобто 768 mВ і вимірювальну напругу 900 mВ. Оскільки Uк < Ua на виході другого тригера встановлюється одиниця. В результаті порівняння компенсуюча напруга стає рівною вхідній напрузі, вимірювання закінчується i на виходi аналого-цифрового перетворювача утворюється код 1110000100, який відповідає вимiрювальнiй напрузi 900 mВ. Процес перетворення вхідної напруги Ua=900 в двійковий код наведено в таблицi 2.1.

Таблиця 2.1 Процес перетворення вхідної напруги Ua=1500 в двійковий код

Цікаві статті з розділу

Проблеми забруднення атмосфери та знищення озонового шару
Атмосфера - це повітряна оболонка Землі, значення якої важко переоцінити. Збереження теплоти і захист живих організмів від згубних доз космічного випромінювання, джерело кисню для дихання, ...

Дослідження якості води в басейні річки Стир
Аналіз сучасного стану водних ресурсів, рівня їх забруднення, екологічного стану є одним із найактуальніших питань сьогодення. Якість води - це сукупність нормованих хімічних і біологічних характерис ...

Екологічний моніторинг
Існування людського суспільства незмінно пов’язане з використанням довкілля як середовища проживання та створення засобів життєзабезпечення - продуктів харчування, сировини й матеріалів для побу ...