5. элементы импульсной и цифровой техники

5.5.2. Аналого - цифровые преобразователи

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) преобразуют аналоговый сигнал в цифровой сигнал. Существует несколько типов АЦП: последовательный; параллельный, параллельно – последовательный.

АЦП последовательного счета реализуется в соответствии со структурной схемой, представленной на рис.5.16, а.
Счетные импульсы с выхода генератора счетных импульсов (ГСИ) через схему И заполняют счетчик, на выходе которого формируется код с нарастающим весом.

Этот код постоянно присутствует на входе ЦАП. Аналоговое напряжение, соответствующее входному коду, с выхода ЦАП поступает на один из входов аналогового устройства сравнения (компаратора). На второй вход компаратора подается преобразуемый аналоговый сигнал. При совпадении напряжений с выхода ЦАП и преобразуемого сигнала компаратор закрывает схему И, при этом поступление счетных импульсов прекратится. Код на выходе счетчика является цифровым эквивалентом значения (отсчета) входного сигнала.

В параллельных АЦП используется набор аналоговых компараторов и шифратор, рис.5. 17.
Неинвертирующие входы ОУ компараторов объединены, на них одновременно подается входной сигнал, подлежащий оцифровке.
На инвертирующие входы ОУ компараторов подается индивидуальное опорное напряжение от резистивного делителя. Разность между опорными напряжениями двух соседних компараторов равна шагу квантования.
Компараторы, у которых входное напряжение превысит соответствующее опорное напряжение, выдают логическую единицу, остальные компараторы вырабатывают уровень логического ноля. Шифратор CD преобразует последовательность единиц и нолей в двоичный код.
Достоинством такой схемы является высокое быстродействие. Основной недостаток схемы – большое число компараторов.

В последовательно – параллельных схемах АЦП используется сочетание методов последовательного и параллельного преобразования, что увеличивает быстродействие последовательных преобразователей и уменьшает объем параллельных.