Алгоритми (АЦП) аналого-цифрового перетворення

Главная » Каталог статей » Статьи на украинском » Аналогово-цифрові перетворювачі - АЦП » Алгоритми (АЦП) аналого-цифрового перетворення

 

АЦП перетворює аналогову вхідну напругу в вихідний цифровий код, який відповідає вхідному квантованому вихідному сигналу.

Класифікація АЦП

Процес аналого-цифрового перетворення полягає у багаторазовому порівнянні вхідного аналогового сигналу з набором еталонних сигналів.

Тому основні ознаки класифікації АЦП є алгоритми його роботи. Алгоритми відображають комплекс операцій, виконання яких встановлює чисельну відповідність між вхідною аналоговою величиною і обраними еталонними мірами. Другою важливою ознакою класифікації є вид аналогової величини (напруга і струм, кутові і лінійні зміщення, часовий інтервал, фаза і частота зміни струму). У якості цифрової величини як правило, застосовують позиційний чи двійковий код.

Класифікація АЦП за видом алгоритму перетворення

1. Метод послідовного підрахування.

2. Метод порозрядного кодування.

3. Метод зчитування.

Метод послідовного підрахування. Вхідна величина врівноважується сумою однакових і мінімальних еталонів, що називаються квантами. Момент рівності вхідної величини і суми еталонів визначають за допомогою одного порівняльного пристрою. Результат перетворення характеризується числом квантів, які використовують при перетворенні. Це число квантів подається у вигляді одиничного коду і за допомогою лічильника перетворюється в позиційний двійковий код.

clip_image002

Використовують багаторазово один еталон, рівний одному кванту і один пристрій порівняння. clip_image004

Метод порозрядного кодування. Вхідна величина послідовно порівнюється із сумою еталонів що мають значення 2і квантів clip_image006де n- число розрядів в перетворювачі в двійковий код, отже, два сусідніх еталони відрізняються в 2 рази по своєму значенню. Урівноваження вхідної величини починається з еталоном з max значенням. Порівняльний пристрій виконує порівняння цього еталону із вхідною величиною. В залежності від результату цього порівняння, отримується цифра в старшому розряді вихідного перетворювача в двійковий код, який знімається з вихідного АЦП. Якщо еталон більше вхідної величини, то в старшому розряді коду ставиться 0, і далі врівноважується вхідна величина наступним еталоном , який має в 2 рази менше значення. Якщо ж перший еталон менший або дорівнює вхідній величині то в старшому розряді результату буде 1. і далі урівноважується різниця вхідної величини і першого еталону. Аналогічні дії виконуються для всіх еталонів, що використовуються. Отже, після закінчення процесу перетворення вхідна величина буде врівноважена сумою тих еталонів, в яких у відповідних їм розрядах перетворювача двійкового коду стоять одиниці. Порівняння вхідної величини і суми еталонів виконується за допомогою одного порівняльного пристрою і n еталонів.

clip_image008

Метод зчитування Використовується набір з (2n-1) еталонів. При цьому молодший еталон рівний одному кванту. Оскільки в цьому методі перетворення вхідної величини одночасно порівнюється зі всіма еталонами, то для здійснення такого порівняння необхідно стільки пристроїв порівняння скільки еталонів є в наборі, тобто (2n-1). Результат перетворення фіксується по числу пристроїв порівняння, які відмітили рівність чи перевищення вхідної величини по відношенню до даного еталону. Безпосереднім результатом перетворення є паралельний одиничний код у вигляді сигналів на виході пристроїв порівняння. Цей код далі перетворюється у вихідний послідовний двійковий код.

clip_image010

Оставьте комментарий к статье