 |
АЦП последовательногосчета
|
|
|
|
Этот преобразовательявляетсятипичнымпримеромпоследовательныхАЦПс единичными приближениямии состоит из компаратора, счетчикаи ЦАП (рис. 8). На один вход компаратора поступает входной сигнал, а на другой -сигнал обратнойсвязи с ЦАП.
Рис.5.10.
Работапреобразователяначинаетсяс приходаимпульсазапуска,который включает счетчик, суммирующийчислоимпульсов, поступающих от генераторатактовыхимпульсовГТИ. Выходнойкодсчетчикаподается на ЦАП, осуществляющийего преобразованиев напряжение
обратной связи Uос.Процесспреобразованияпродолжаетсядо тех пор, поканапряжениеобратной связи сравняетсясо входнымнапряжениемипереключитсякомпаратор, который своимвыходным сигналомпрекратит поступлениетактовыхимпульсовнасчетчик. Переход выхода компаратора из
1 в 0 означает завершениепроцессапреобразования. Выходной код, пропорциональный входному напряжению в момент окончания преобразования, считываетсяс выходасчетчика.
ВремяпреобразованияАЦП этого типа являетсяпеременными определяется входным напряжением. Его максимальноезначениесоответствует максимальномувходномунапряжению и при разрядностидвоичного счетчикаN и частотетактовыхимпульсовfтактравно
tпр.макс=(2N-1)/fтакт.
Например, при N=10 и fтакт=1МГц tпр.макс=1024мкс, что обеспечивает максимальную частоту выборок порядка1 кГц.
Статическаяпогрешность преобразованияопределяетсясуммарнойстатическойпогрешностью используемыхЦАП и компаратора. Частотусчетныхимпульсовнеобходимовыбиратьсучетом завершенияпереходныхпроцессов в них.
При работебезустройствавыборки-храненияапертурноевремясовпадает с временем преобразования. Как следствие, результат преобразования чрезвычайно сильно зависит от пульсаций входного напряжения. При наличии высокочастотныхпульсацийсреднеезначение выходногокоданелинейно зависит от среднегозначения входного напряжения. Это означает, что АЦП данного типа без устройства выборки-хранения пригодны для работы с постоянными или медленно изменяющимися напряжениями, которые за время преобразования изменяются не более, чем на значение кванта преобразования.
|
|
|
Таким образом, особенностью АЦП последовательного счета является небольшая частота дискретизации, достигающая нескольких килогерц. ДостоинствомАЦП данногоклассаявляется сравнительнаяпростотапостроения, определяемаяпоследовательнымхарактеромвыполнения процессапреобразования.
Интегрирующие АЦП
НедостаткомрассмотренныхвышепоследовательныхАЦП являетсянизкая помехоустойчивостьрезультатовпреобразования. Действительно, выборкамгновенногозначения входного напряжения, обычновключает слагаемоев видемгновенногозначения помехи. Впоследствиипри цифровой обработкепоследовательностивыборок эта составляющаяможет быть подавлена, однако на это требуетсявремяи вычислительныересурсы. В АЦП, рассмотренныхниже, входной сигналинтегрируетсялибонепрерывно, либо наопределенном временном интервале, длительностькоторогообычновыбираетсякратной периодупомехи. Это позволяет во многих случаяхподавить помехуещена этапе преобразования. Платой за это являетсяпониженноебыстродействиеинтегрирующихАЦП.
Применение ИКМ
Импульсно- кодовая модуляция-это способ кодирования аналоговых сигналов, при котором их передача выполняется в виде серии коротких импульсов.
Наиболее широкое распространение импульсно-кодовой модуляции получила в системах кодирования-декодирования, а также для передачи кодированного сигнала в телефонных сетях.
С помощью импульсно- кодовой модуляции можно также выполнять оцифровку аналоговых сигналов, причем это свойство применимо для данных самого различного характера: видео и звуковые данные, данные телеметрии.
Передаваемые с помощью использования импульсно- кодовой модуляции аналоговые данные могут быть оставлены без изменения или уменьшены в объеме с помощью различных методов кодирования. Подобное свойство также широко используется в различных устройствах, несмотря на то, что в данном случае несколько ухудшается качество принимаемого сигнала.
Существует две разновидности импульсно-кодовой модуляции:
1)Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция - она кодирует сигнал в виде разности между текущим и предыдущим значением. Для звуковых данных такой тип модуляции уменьшает требуемое количество бит на отсчёт примерно на 25 %.
2)Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция - она является разновидностью дифференциально импульсно-кодовой модуляция, которая изменяет уровень шага квантования, что позволяет ещё больше уменьшить требования к полосе пропускания при заданном соотношении сигнала и шума.
Практическое применение:
1)Основной цифровой канал - цифровой поток со скоростью 64 Кбит/с, полученный путем
применения импульсно - кодовая модуляции к человеческому голосу в электронном виде.
2)WAV-формат компьютерного файла для хранения звука (музыки, голоса).
|
|
|
|
|
|
