Сопряжение цифровых и аналоговых устройств. Аналого- цифровые преобразователи (АЦП)
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) — это устройства, предназначенные для преобразования аналоговых сигналов в цифровые. Для такого преобразования необходимо осуществить квантование аналогового сигнала, т. е. мгновенные значения аналогового сигнала ограничить определенными уровнями, называемыми уровнями квантования.
В настоящее время известно большое число методов преобразования напряжение—код. Эти методы существенно отличаются друг от друга потенциальной точностью, скоростью преобразования и сложностью аппаратной реализации. На рис. 21.7 представлена классификация АЦП по методам преобразования.
рис. 21.7
В основу классификации АЦП положен признак, указывающий на то, как во времени разворачивается процесс преобразования аналоговой величины в цифровую. В основе преобразования выборочных значений сигнала в цифровые эквиваленты лежат операции квантования и кодирования. Они могут осуществляться с помощью либо последовательной, либо параллельной, либо последовательно-параллельной
В. А. Галочкин
Схемотехника телекоммуникационных устройств процедур приближения цифрового эквивалента к преобразуемой величине.
Наиболее распространенными являются АЦП серий микросхем 572, 1107, 1138 и др. (табл.21.4).
Из таблицы видно, что наилучшим быстродействием обладает АЦП параллельного преобразования, а наихудшим — АЦП последовательного преобразования.
таблица 21.4
|
Тип м/схемы |
Число разрядов |
tnp, мкс |
Unp, В |
Рпотр мВт мВт |
Преобразование |
|
К1107ПВ1 |
6 |
ОД |
+5 -6 |
800 |
Параллельное |
|
К1107ПВ2 |
8 |
од |
+5 -6 |
3000 |
Параллельное |
|
КР572ПВ1А |
12 |
ПО |
5-15 -15 |
30 |
Последовательное |
|
К572ПВЗ |
8 |
15 |
5 |
25 |
Последовательное |
|
К572ПВ4 |
8 |
32 |
5 |
15 |
Последовательное |
|
К1108ПВ1А |
10 |
0,9 |
9 -5,2 |
800 |
Последовательное |
|
К1138ПВ1А |
10 |
30 |
5 -15 |
225 |
Последовательное |
Базовая структурная схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП)
АЦП - специальная схема шифратора (шифратор специального типа).
Базовая структурная схема АЦП приведена на рис.21.8.
На входе действует изменяющийся аналоговый сигнал, на выходе имеем двоичные сигналы.
рис. 21.8
Таблица истинности представлена в таблице 21.5:
таблица 21.5
|
Аналоговый вход |
Двоичный выход |
||||
|
Вольты |
8 |
4 |
2 |
1 |
|
|
D |
С |
В |
А |
||
|
Строка 1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Строка 2 |
0,2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
Строка 3 |
0,4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
Строка 4 |
0,6 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
Строка 5 |
0,8 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
Строка 6 |
1,0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
Строка 7 |
1,2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
Строка 8 |
1,4 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
Строка 9 |
1,6 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
Строка 10 |
1,8 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
Строка 11 |
2,0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
Строка 12 |
2,2 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
Строка 13 |
2,4 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
Строка 14 |
2,6 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
Строка 15 |
2,8 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
Строка 16 |
3,0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Как видно из таблицы 21.5, каждый раз увеличение входного уровня на 0,2 В приводит к увеличению на 1 на двоичном выходе. Как видно, таблица 21.5 является зеркальным отображением табл. 21.2 (ЦАП).
Лекция 22
