Проектирование аналого-цифровых преобразователей.

Введение В электронных системах одинаково широко используется обработка информации представленной как в аналоговой, так и в цифровой форме. Это объясняется тем, что первичная информация отражает различные физические величины или процессы, и как правило, имеет аналоговый вид. Обработку этой информации удобнее вести в цифровой форме. Использование полученных после цифровой обработки результатов зачастую требует аналогового представления. Поэтому, любая система, выполняющая цифровую обработку информации, содержит в своем составе устройства преобразования аналоговых и цифровых сигналов. Роль таких устройств выполняют аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи [1,2]. Существует множество методик построения аналого-цифровых преобразователей: АЦП прямого преобразования, АЦП последовательного приближения, АЦП поразрядного уравновешивания и др. Одним из простейших вариантов построения является схема АЦП, в которой происходит сравнение входного сигнала с пилообразным сигналом – АЦП последовательного счета. Обычно такой АЦП содержит генератор пилообразного напряжения, компаратор и счётчик времени. Пилообразный сигнал линейно нарастает до некоторого уровня, затем быстро спадает до нуля. В момент начала нарастания запускается счётчик времени. Когда пилообразный сигнал достигает уровня входного сигнала, компаратор срабатывает и останавливает счёт; значение считывается со счётчика и подаётся на выход АЦП. Данный тип АЦП является наиболее простым по структуре и содержит минимальное число элементов. Вместе с тем простейшие АЦП этого типа обладают довольно низкой точностью и чувствительны к температуре и другим внешним параметрам. Близким по решению к АЦП последовательного счета является кодоимпульсный АЦП следящего типа. В данном АЦП, вместо генератора пилообразного напряжения, используется счетчик, сигнал с которого поступает на ЦАП. Входной сигнал ЦАП сравнивается с входным значением и по достижении его прекращает счет. В данном случае функцию генератора пилообразного напряжения выполняет счетчик и ЦАП. После того как АЦП первый раз вычислил код входного напряжения осуществляется только подстройка к его изменениям, в результате чего скорость работы такого АЦП намного выше, т.к. не требуется каждый раз выполнять полный цикл операции по преобразованию.  

Реферат 2 Введение 4 1 Выбор и обоснование направления проектирования 6 1.1 Аналитический обзор 6 1.2 Разработка структурной схемы АЦП 9 1.3 Расчёт на структурном уровне 10 2 Выбор элементов электрической схемы 14 2.1 Входная цепь 14 2.2 Цифро-аналоговый преобразователь 15 2.3 Блок опорных напряжений 16 2.4 Дифференциальный сравнивающий каскад 17 2.5 Компаратор 18 2.6 Тактовый генератор 19 2.7 Регистр выходных данных 20 2.8 Счетчик 21 2.9 Формирователь разрешения счета и фиксации результата 22 3 Моделирование схемы 24 4 Анализ метрологических характеристик 27 Заключение 29 Список использованных источников 30 Приложение А 31

1 Никонов А.В. Основные узлы цифровых измерительных устройств: Учеб. пособие. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001. – 50 с. 2 Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 304 с. 3 Приборы частотно-импульсного преобразования / Метод указания по курсовому проектированию / Сост. Г.С. Кривой. – Омск: ОмПИ, 1988. – 24 с. 4 Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В. Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулешова и др.; Под ред. С.В. Якубовского. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с. 5 Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП и измерение их параметров / Под ред. А.-Й.К. Марцинкявичюса, Э.-А.К. Багданскиса. – М.: Радио и связь, 1988. – 224 с. 6 Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. – Металлургия, 1988. – 352 с. 7 http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/1700/t/al