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

Екологічні проблеми Венеції
Венеція (Venezia) - місто в Північній Італії. Це морський курорт, центр міжнародного туризму світового значення, місце проведення міжнародних кінофестивалів, художніх виставок. Венеція - область у поб ...

Екологічний рух світовий досвід та українські реалії
Актуальність теми дослідження проблем екологічної політики України на сучасному етапі зумовлена об’єктивними потребами національного розвитку, імперативами сучасної світової глобалізації та ...

Екологічні проблеми водоспоживання і водовідведення та шляхи їх подолання
Кожна свідома людина повинна обов'язково мати загальне уявлення про особливості сучасного екологічного стану, а також про основні напрями державної політики в галузі охорони довкілля, використання при ...