АЦП косвенного типа

В предыдущей главе мы обсуждали, что такое АЦП, и примеры АЦП прямого типа. В этой главе обсуждается АЦП косвенного типа.

Если АЦП выполняет аналого-цифровое преобразование косвенным методом, он называется АЦП косвенного типа . Как правило, сначала он преобразует аналоговый вход в линейную функцию времени (или частоты), а затем генерирует цифровой (двоичный) выход.

Двухконтурный АЦП является лучшим примером АЦП косвенного типа. Эта глава обсуждает это в деталях.

Двухступенчатый АЦП

Как следует из названия, АЦП с двойным наклоном производит эквивалентный цифровой выход для соответствующего аналогового входа, используя технику с двумя (двойным) наклоном.

Блок-схема двухконтурного АЦП показана на следующем рисунке —

Двухконтурный АЦП в основном состоит из 5 блоков: интегратор, компаратор, генератор тактового сигнала, логика управления и счетчик.

Работа двухконтурного АЦП выглядит следующим образом —

• Управляющая логика сбрасывает счетчик и включает генератор тактовых сигналов, чтобы посылать тактовые импульсы на счетчик, когда он получает стартовый командный сигнал.

• Управляющая логика толкает переключатель sw для подключения к внешнему аналоговому входному напряжению $V_ {i}$ , когда он получает сигнал команды запуска. Это входное напряжение подается на интегратор.

• Выход интегратора соединен с одним из двух входов компаратора, а другой вход компаратора заземлен.

• Компаратор сравнивает выходной сигнал интегратора с нулевым напряжением (земля) и выдает выходной сигнал, который применяется к логике управления.

• Счетчик увеличивается на единицу для каждого тактового импульса, и его значение будет в двоичном (цифровом) формате. Он генерирует сигнал переполнения для логики управления, когда он увеличивается после достижения максимального значения счета. В этот момент все биты счетчика будут иметь только нули.

• Теперь логика управления толкает переключатель SW для подключения к отрицательному опорному напряжению $-V_ {ссылка}$. Это отрицательное опорное напряжение подается на интегратор. Он удаляет заряд, накопленный в конденсаторе, пока не станет нулевым.

• В этот момент оба входа компаратора имеют нулевое напряжение. Итак, компаратор посылает сигнал на управляющую логику. Теперь логика управления отключает генератор тактового сигнала и сохраняет (удерживает) значение счетчика. Значение счетчика пропорционально внешнему аналоговому входному напряжению.

• В этот момент выход счетчика будет отображаться как цифровой выход . Это почти эквивалентно соответствующему внешнему значению аналогового входа $V_ {i}$.

Управляющая логика сбрасывает счетчик и включает генератор тактовых сигналов, чтобы посылать тактовые импульсы на счетчик, когда он получает стартовый командный сигнал.

Управляющая логика толкает переключатель sw для подключения к внешнему аналоговому входному напряжению $V_ {i}$ , когда он получает сигнал команды запуска. Это входное напряжение подается на интегратор.

Выход интегратора соединен с одним из двух входов компаратора, а другой вход компаратора заземлен.

Компаратор сравнивает выходной сигнал интегратора с нулевым напряжением (земля) и выдает выходной сигнал, который применяется к логике управления.

Счетчик увеличивается на единицу для каждого тактового импульса, и его значение будет в двоичном (цифровом) формате. Он генерирует сигнал переполнения для логики управления, когда он увеличивается после достижения максимального значения счета. В этот момент все биты счетчика будут иметь только нули.

Теперь логика управления толкает переключатель SW для подключения к отрицательному опорному напряжению $-V_ {ссылка}$. Это отрицательное опорное напряжение подается на интегратор. Он удаляет заряд, накопленный в конденсаторе, пока не станет нулевым.

В этот момент оба входа компаратора имеют нулевое напряжение. Итак, компаратор посылает сигнал на управляющую логику. Теперь логика управления отключает генератор тактового сигнала и сохраняет (удерживает) значение счетчика. Значение счетчика пропорционально внешнему аналоговому входному напряжению.

В этот момент выход счетчика будет отображаться как цифровой выход . Это почти эквивалентно соответствующему внешнему значению аналогового входа $V_ {i}$.

АЦП с двойным наклоном используется в приложениях, где точность важнее при преобразовании аналогового входа в его эквивалентные цифровые (двоичные) данные.