Бакалаврская работа - Аналогоцифровые преобразователи - файл n1.docx

приобрести
Бакалаврская работа - Аналогоцифровые преобразователи
скачать (841.3 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx842kb.01.06.2012 11:27скачать

n1.docx

1   2   3

1.2.5 Преобразователи напряжение-частота(ПЧН)
Преобразователь напряжения в частоту - это генератор частоты, прямо пропорциональной управляющему напряжению. ПНЧ/счетный АЦП отличается монотонностью, не допускает пропуска кодов, интегрирует шум и очень экономичен. Он удобен для использования в системах телеметрии, так как очень маленький, дешевый и экономичный. ПНЧ без труда устанавливается на субъекте эксперимента

Распространены две общие архитектуры ПНЧ: ПНЧ на мультивибраторе, управляемом током, и ПНЧ с уравновешиванием заряда. ПНЧ с балансировкой зарядов могут иметь асинхронное или синхронное исполнение. Существует и множество других архитектур ПНЧ, но немногие из них отличаются линейностью, которая является основной характеристикой ПНЧ.

ПНЧ на мультивибраторе, управляемом током, является скорее преобразователем тока в частоту, чем ПНЧ, практические схемы неизменно имеют на входе преобразователь напряжения в ток. Принцип действия достаточно очевиден: ток разряжает конденсатор до достижения некоторой пороговой величины, а когда полярность на выводах конденсатора меняется, полуцикл повторяется заново. Сигнал на конденсаторе имеет линейную треугольную форму, но по отношению к земле форма сигналов на выводах более сложна.

Практические ПНЧ этого типа сохраняют линейность в пределах 14 разрядов при сравнительной стабильности, хотя их можно использовать и в АЦП более высокой разрядности без пропуска кодов. Пределы здесь определяются пороговым шумом компаратора, пороговым температурным коэффициентом, а также стабильностью и диэлектрическими потерями конденсатора, являющегося дискретным компонентом схемы.

Такой тип ПНЧ прост, недорог, экономичен и работает в широком диапазоне питающих напряжений. Он идеально подходит для дешевых АЦП средней точности и систем передачи телеметрической информации.

АЦП с уравновешиванием заряда более сложен, имеет более высокие требования к питающим напряжениям и токам, но более точен. Его диапазон линейности составляет уже 16—18 разрядов.

Конденсатор интегратора заряжается при поступлении аналогового сигнала. Когда напряжение достигает порога компаратора, из напряжения конденсатора вычитается фиксированная величина, но во время разряда продолжает протекать входной ток, поэтому потерь заряда нет. Фиксированная вычитаемая величина задается прецизионным источником тока и шириной импульса прецизионного одновибратора. Таким образом, частота выходных импульсов в точности пропорциональна частоте, с которой интегратор заряжается при поступлении входного сигнала.[3]

При низких частотах предельные возможности такого ПНЧ определяются стабильностью источника тока и импульса одновибратора (которая, кроме всего прочего, зависит от стабильности емкости одновибратора). Абсолютное значение и температурная стабильность интегрирующего конденсатора не влияют на точность, но влияют утечка и диэлектрические потери. На высоких частотах свой вклад в снижение точности и линейности вносят эффекты второго порядка, такие как переходные процессы переключения интегратора и точность одновибратора, когда он переключается сразу же вслед за окончанием импульса.

Переключатель цепей протекания тока от источника влияет на проблему переходных процессов в интеграторе. Применение переключателя направления вместо простого выключателя, распространенного в устаревших моделях ПНЧ, вызвано его преимуществами:

-в прецизионном источнике тока отсутствуют переходные процессы, вызванные включением и выключением.

-выходной каскад интегратора имеет постоянную токовую нагрузку. Большую часть времени ток источника тока поступает прямо в выходной каскад, а когда заряды уравновешены, он опять же течет в выходной каскад, но уже через интегрирующий конденсатор.

Больше хлопот доставляют стабильность и динамика прецизионного одновибратора, но с ними можно справиться, заменив одновибратор тактируемым бистабильным мультивибратором. Такое решение известно под названием синхронизированного ПНЧ, или СПНЧ.

Отличие от предыдущего ПНЧ здесь продолжительность импульса, уравновешивающего заряд, теперь определяется двумя последовательными фронтами внешнего таймера. Если сигнал таймера мало зашумлен, заряд будет определен очень точно. С таймером будут также синхронизированы и выходные импульсы. СПНЧ этого типа сохраняет линейность в диапазоне 18 разрядов и замечательную температурную стабильность.

Подобная синхронная работа организуется во многих приложениях, так как синхронную передачу данных обычно бывает проще выполнить, чем асинхронную. В связи с этим следует отметить, что на выходе СПНЧ присутствует не чистый тон , подобный обычному ПНЧ, а некоторые компоненты, связанные гармониками с частотой таймера. Отображение выходного сигнала СПНЧ на осциллографе особенно вводит в заблуждение и служит источником распространенных ошибок. Изменение входного сигнала ПНЧ вызывает плавное изменение выходной частоты, тогда как изменение сигнала на входе СНПЧ ведет к изменению вероятной плотности выходных импульсов N и N+1 циклов синхронизации, следующих за последним из выходных импульсов, который часто по ошибке принимают за некоторое дрожание или признак неисправности.

Другая проблема СПНЧ — это нелинейная зависимость выходных частот, связанная с частотой синхронизации. Они вызываются паразитной емкостью микросхемы и связью синхросигнала с компаратором СПНЧ, побуждающей прибор вести себя подобно системе с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ). Эта проблема свойственна всем СПНЧ, но часто не вызывает серьезных последствий. При качественном монтаже и минимально возможных значениях амплитуды и крутизны нарастания импульсов синхронизации прерывистость переходной характеристики не превышает 8 младших разрядов. Это вполне допустимо, тем более что частоты, на которых это происходит, заранее известны. Конечно, при плохой топологии схемы или развязке эффект может оказаться намного хуже, но это уже недостаток конструкции, а не СПНЧ.

Очевидно, что СПНЧ формируют квантованные сигналы, чего нельзя сказать об обычном ПНЧ. Из этого не следует, что счетные АЦП с ПНЧ имеют более высокое разрешение (без учета нелинейностей), чем счетные АЦП с СПНЧ, поскольку таймер тоже имеет ограниченную разрешающую способность.

Когда на входе ПНЧ присутствует большой сигнал, устройство быстро включается в работу и (через короткое время, занимаемое подсчетом) достигает хорошего разрешения. В то же время бывает трудно достичь хорошего разрешения за приемлемое время выборки, если ПНЧ медленно реагирует на входные сигналы. В таких случаях удобнее измерять период выходного сигнала ПНЧ (это не относится к СПНЧ), хотя с ростом входного сигнала разрешение подобной системы ухудшается. Тем не менее, если счетно-временная схема выполнена качественно, можно измерять примерную частоту ПНЧ, а затем точный период не одного, a N циклов, где N определяется примерной частотой, и поддерживать высокое разрешение в широком диапазоне входных сигналов. Модульный АЦП AD1170, выпущенный в 1986 году, представляет пример подобной архитектуры.
1.3 Системы сбора данных и микроконверторы
Постепенное усложнение АЦП, появление многоканальных АЦП, АЦП со встроенным устройством выборки-хранения, АЦП со сложной цифровой частью привело к тому, что сейчас имеются законченные однокристальные системы сбора данных, обеспечивающие преобразование в цифровой код сигналов, поступающих от многих датчиков и передачу их на микроЭВМ. Блок-схема развитой системы сбора данных приведена на рисунке 1.12.
c:\documents and settings\admin\рабочий стол\acim919.png

Рисунок 1.12 – Блок-схема системы сбора данных

Основу системы составляет АЦП, обычно АЦП последовательного приближения. Чтобы уменьшить число корпусов ИМС, необходимых для создания системы сбора данных, в схему встроены УВХ и источник опорного напряжения. Для подключения к нескольким источникам входных аналоговых сигналов используется аналоговый мультиплексор. Чтобы сократить частоту прерываний главного процессора некоторые системы сбора данных снабжаются оперативным запоминающим устройством обратного магазинного типа FIFO - first input - first output (первый вошел - первый вышел). Измерительный усилитель УПК, входящий в систему, меняет свой коэффициент усиления по команде от схемы управления. Это позволяет выровнять диапазоны аналоговых сигналов с различных входов.

Схема управления может включать оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), в которое загружается от главного процессора блок рабочих команд. Эти команды содержат сведения о том, какие операционные режимы использовать, какие из входных каналов должны быть однопроводными, а какие - объединяться с образованием дифференциальных пар, насколько часто и в каком порядке следует производить выборку для каждого канала. Встроенный в систему сбора данных цифровой таймер определяет темп преобразования АЦП.

Характерным примером системы сбора данных является AD7581 (отечественный аналог - 572ПВ4), содержащая восьмивходовый аналоговый мультиплексор, восьмиразрядный АЦП последовательного приближения, и запоминающее устройство FIFO с организацией 8х8 бит. Другой пример - AD1В60, включающая восьмивходовый аналоговый мультиплексор, измерительный усилитель с программируемым коэффициентом усиления от единицы до ста двадцати восьми, шестнадцатиразрядный АЦП на основе интегрирующего ПНЧ, ИОН, микропроцессор, ОЗУ режима и ПЗУ конфигурации. Одной из наиболее развитых является система сбора данных LM12458, которая содержит восьмивходовый аналоговый мультиплексор, УВХ, тринадцатиразрядный АЦП последовательного приближения, память типа FIFO с организацией 32х16 бит, ОЗУ команд и шестнадцатибитный цифровой таймер.

Для повышения быстродействия установление коэффициента передачи и выборка данных может осуществляться по каждому каналу индивидуально. Так, например, четырех канальная система сбора данных AD7865 содержит четыре цепи масштабирования входного сигнала и четыре устройства слежения/хранения, включенные до мультиплексора.[4]

Особый класс устройств с аналого-цифровыми преобразователями представляют собой микроконверторы. Некоторое время назад были попытки создания аналоговых программируемых матриц, т.е. устройств, включающих операционные усилители и другие аналоговые ячейки, связи между которыми можно было установить программным путем. Эти попытки коммерческого успеха не имели. Недавно некоторые фирмы, например, Analog Devices, начали выпуск программируемых устройств для преобразования аналоговых сигналов, включающих многоканальный АЦП, микроконтроллер и одно- или двухканальный ЦАП. Такой микроконвертор принимает аналоговые сигналы, преобразует их в цифровые коды, по программе, записанной в ПЗУ микроконтроллера, обрабатывает эти коды и с помощью ЦАП вновь преобразует результаты в аналоговые сигналы. Уступая чисто аналоговой только в быстродействии, такая схема отличается большой функциональной гибкостью и точностью. В частности, микроконвертор ADUC812 содержит восьмиканальный мультиплексор, УВХ, двенадцатиразрядный АЦП последовательного приближения с производительностью 200 кПс, два двенадцатиразрядных ЦАП и микроконтроллер с системой команд семейства

MCS-51.
1.4 Интерфейсы АЦП
Важную часть аналого-цифрового преобразователя составляет цифровой интерфейс, т.е. схемы, обеспечивающие связь АЦП с приемниками цифровых сигналов. Структура цифрового интерфейса определяет способ подключения АЦП к приемнику выходного кода, например, микропроцессору, микроконтроллеру или цифровому процессору сигналов. Свойства цифрового интерфейса непосредственно влияют на уровень верхней границы частоты преобразования АЦП.

Наиболее часто применяют способ связи АЦП с процессором, при котором АЦП является для процессора как бы одной из ячеек памяти. При этом АЦП имеет необходимое число адресных входов, дешифратор адреса и подключается непосредственно к адресной шине и шине данных процессора. Для этого он обязательно должен иметь выходные каскады с тремя состояниями.

Другое требование совместной работы АЦП с микропроцессорами, называемое программным сопряжением, является общим для любых систем, в которые входят ЭВМ и АЦП. Имеется несколько способов программного сопряжения АЦП с процессорами. Рассмотрим основные.

Проверка сигнала преобразования.

Этот способ состоит в том, что команда начала преобразования "Пуск" периодически подается на АЦП от таймера. Процессор находится в цикле ожидания от АЦП сигнала окончания преобразования "Готов", после которого выходит из цикла, считывает данные с АЦП и в соответствии с ними приступает либо к следующему преобразованию, либо к выполнению основной программы, а затем вновь входит в цикл ожидания. Здесь АЦП выступает в роли ведущего устройства (master), а процессор - ведомого (slave). Этот способ почти не требует дополнительной аппаратуры, но пригоден только в системах, где процессор не слишком загружен, т.е. длительность обработки данных от АЦП меньше времени преобразования АЦП. Указанный способ позволяет максимально использовать производительность АЦП.

Если длительность обработки данных от АЦП составляет заметно больше времени преобразования АЦП, можно использовать вариант этого способа, отличающийся тем, что сигнал "Пуск" поступает от процессора. Процессор выполняет основную программу обработки данных, а затем считывает данные с АЦП и вновь запускает его. В этом случае процессор выступает в роли ведущего устройства, а АЦП - ведомого.

Простое прерывание.

Выдав команду "Пуск", процессор продолжает работу по основной программе. После окончания преобразования формируется сигнал прерывания, который прерывает в процессоре вычисления и включает процедуру поиска периферийного прибора, пославшего сигнал прерывания. Эта процедура состоит в переборе всех периферийных устройств до тех пор, пока не будет найден нужный. Преимущество этого способа по сравнению с предыдущим проявляется в большем числе преобразований за одно и то же время, если используемый АЦП работает медленно. Если же АЦП быстродействующий, то этот способ работы может оказаться даже медленнее предыдущего, так как на обработку прерывания требуется значительное время.

Векторное прерывание.

Этот способ отличается от предыдущего тем, что вместе с сигналом прерывания посылается и адрес программы обращения к данному АЦП. Следовательно, не нужно перебирать все периферийные приборы.

Прямой доступ к памяти.

Здесь также используется прерывание, но в отличие от предыдущих двух способов, управление по системе прерывания передается на специальный интерфейс, который и производит перезапись данных преобразования в память, минуя регистры процессора. Это позволяет сократить длительность прерывания до одного такта. Номера ячеек памяти хранятся адресном регистре интерфейса. Для этой цели выпускаются ИМС контроллеров прямого доступа к памяти.

В зависимости от способа пересылки выходного слова из АЦП в цифровой приемник различают преобразователи с последовательным и параллельным интерфейсами выходных данных. Последовательный интерфейс медленнее параллельного, однако он позволяет осуществить связь с цифровым приемником значительно меньшим количеством линий и в несколько раз сократить число выводов ИМС. Поэтому обычно параллельный интерфейс используется в параллельных и последовательно-параллельных АЦП, а последовательный - в интегрирующих. В АЦП последовательного приближения применяются как параллельный (например, 1108ПВ2), так и последовательный (например, АD7893) интерфейсы. Некоторые АЦП последовательного приближения (например, AD7892) имеют интерфейс обоих типов.


1.4.1 АЦП с параллельным интерфейсом выходных данных
АЦП с параллельным интерфейсом выходных данных. В простейших случаях, характерных для параллельных АЦП и преобразователей ранних моделей, интерфейс осуществляется с помощью N-разрядного регистра хранения, имеющего три состояния выхода. Здесь N - разрядность АЦП. На рисунке 4.13 представлена функциональная схема такого АЦП и временные диаграммы работы интерфейса.
c:\documents and settings\admin\рабочий стол\acim920.png

Рисунок 1.13 –АЦП с параллельным интерфейсом.

На нарастающем фронте сигнала "Пуск" УВХ преобразователя переходит в режим хранения и инициируется процесс преобразования. Когда преобразование завершено, на выходную линию "Готов" выводится импульс, что указывает на то, что в выходном регистре АЦП находится новый результат. Сигналы "CS" (выбор кристалла) и "RD" (Чтение) управляют выводом данных для передачи приемнику.
1.4.2 АЦП с последовательным интерфейсом выходных данных
В АЦП последовательного приближения, оснащенных простейшей цифровой частью выходная величина может быть считана в виде последовательного кода прямо с компаратора или регистра последовательного приближения (РПП). На рисунке 4.14 слева представлена функциональная схема такого интерфейса,справа временные диаграммы его работы

c:\documents and settings\admin\рабочий стол\acim921.png

Рисунок 1.14 – АЦП с последовательным интерфейсом.

Здесь приведена схема, реализующая SPI-интерфейс. Процессор является ведущим. Он инициирует начало процесса преобразования подачей среза на вход "Пуск" АЦП. С тактового выхода процессора на синхровход АЦП поступает последовательность тактовых импульсов. Начиная со второго такта после пуска на выходе данных АЦП формируется последовательный код выходного слова старшими битами вперед. Этот сигнал поступает на MISO (master - input, slave - output) вход процессора.

Простейший интерфейс обеспечивает наименьшее время цикла "преобразование - передача данных". Однако он обладает двумя существенными недостатками. Во-первых, переключение выходных каскадов АЦП во время преобразования привносит импульсную помеху в аналоговую часть преобразователя, что вызывает уменьшение соотношение сигнал/шум. Во-вторых, если АЦП имеет большое время преобразования, то процессор будет занят приемом информации от него существенную часть вычислительного цикла. По этим причинам современные модели АЦП с последовательной передачей выходных данных оснащаются выходным сдвиговым регистром, в который загружается результат преобразования из РПП. Временные диаграммы такого интерфейса приведены на рисунке 1.15.
c:\documents and settings\admin\рабочий стол\без имени-10.jpg

Рисунок 1.15 –временные диаграммы АЦП с последовательным интерфейсом.

По заднему фронту сигнала "Пуск" УВХ переходит в режим хранения и начинается преобразование. При этом на соответствующем выводе АЦП выставляется сигнал "Занят". По окончании преобразования начинается передача данных. Процессор подает на синхровход АЦП последовательность синхроимпульсов. Если 8 больше, а N больше или равно 16, то число синхроимпульсов обычно составляет 16. При N меньше 16 вначале вместо отсутствующих старших битов передаются нули, а затем выходное слово старшими битами вперед. До и после передачи данных выходная линия АЦП находится в высокоимпедансном состоянии.

Увеличение длительности цикла "преобразование - передача данных" по сравнению с простейшим интерфейсом обычно несущественно, так как синхроимпульсы могут иметь большую частоту. Например, для 12-разрядного АЦП последовательного приближения AD7896 минимальный интервал между отсчетами составляет 10 мкс. Из них последовательное чтение данных занимает только 1,6 мкс при частоте синхросигнала 10 МГц.


1.5 Параметры АЦП
При последовательном возрастании значений входного аналогового сигнала от 0 до величины, соответствующей полной шкале АЦП выходной цифровой сигнал образует ступенчатую кусочно-постоянную линию. Такую зависимость по аналогии с ЦАП называют обычно характеристикой преобразования АЦП. В отсутствие аппаратных погрешностей средние точки ступенек расположены на идеальной прямой “1” рисунок 5.16, которой соответствует идеальная характеристика преобразования. Реальная характеристика преобразования может существенно отличаться от идеальной размерами и формой ступенек, а также расположением на плоскости координат. Для количественного описания этих различий существует целый ряд параметров.

c:\documents and settings\admin\рабочий стол\без имени-12.jpg

Рисунок 1.16 – статическая характеристика АЦП.
1.5.1 Статические параметры
Разрешающая способность - величина, обратная максимальному числу кодовых комбинаций на выходе АЦП. Разрешающая способность выражается в процентах, разрядах или децибелах и характеризует потенциальные возможности АЦП с точки зрения достижимой точности. Например, 12-разрядный АЦП имеет разрешающую способность 1/4096, или 0,0245% от полной шкалы, или -72,2 дБ.

Разрешающей способности соответствует приращение входного напряжения АЦП при изменении на единицу младшего разряда (ЕМР). Это приращение является шагом квантования. Для двоичных кодов преобразования номинальное значение шага квантования

, (1.18)

где - номинальное максимальное входное напряжение АЦП (напряжение полной шкалы), соответствующее максимальному значению выходного кода, N - разрядность АЦП. Чем больше разрядность преобразователя, тем выше его разрешающая способность.

Погрешность полной шкалы - относительная разность между реальным и идеальным значениями предела шкалы преобразования при отсутствии смещения нуля

. (1.19)

Эта погрешность является мультипликативной составляющей полной погрешности. Иногда указывается соответствующим числом ЕМР.

Погрешность смещения нуля - значение , когда входной код ЦАП равен нулю. Является аддитивной составляющей полной погрешности. Обычно определяется по формуле

, (1.20)

где - значение входного напряжения, при котором происходит переход выходного кода из нуля в единицу. Часто указывается в милливольтах или в процентах от полной шкалы:

. (1.21)

Погрешности полной шкалы и смещения нуля АЦП могут быть уменьшены либо подстройкой аналоговой части схемы, либо коррекцией вычислительного алгоритма цифровой части устройства.

Погрешности линейности характеристики преобразования не могут быть устранены такими простыми средствами, поэтому они являются важнейшими метрологическими характеристиками АЦП.

Нелинейность - максимальное отклонение реальной характеристики преобразования D(Uвх) от оптимальной, линия “2”, рисунок 5.16. Оптимальная характеристика находится эмпирически так, чтобы минимизировать значение погрешности нелинейности. Нелинейность обычно определяется в относительных единицах, но в справочных данных приводится также и в ЕМР. Для характеристики, приведенной на рисунке 1.17

. (1.22)

Дифференциальной нелинейностью АЦП в данной точке характеристики преобразования называется разность между значением кванта преобразования и средним значением кванта преобразования . В спецификациях на конкретные АЦП значения дифференциальной нелинейности выражаются в долях ЕМР или процентах от полной шкалы. Для характеристики, приведенной на рисунке 1.17.

c:\documents and settings\admin\рабочий стол\без имени-13.jpg

Рисунок 1.17 –погрешности линейности характеристики преобразования АЦП.

. (1.23)

Погрешность дифференциальной линейности определяет два важных свойства АЦП: непропадание кодов и монотонность характеристики преобразования. Непропадание кодов - свойство АЦП выдавать все возможные выходные коды при изменении входного напряжения от начальной до конечной точки диапазона преобразования. Пример пропадания кода i+1 приведен на рисунке 1.17. При нормировании непропадания кодов указывается эквивалентная разрядность АЦП - максимальное количество разрядов АЦП, для которых не пропадают соответствующие им кодовые комбинации.

Монотонность характеристики преобразования - это неизменность знака приращения выходного кода D при монотонном изменении входного преобразуемого сигнала. Монотонность не гарантирует малых значений дифференциальной нелинейности и непропадания кодов.[5]

Температурная нестабильность АЦ-преобразователя характеризуется температурными коэффициентами погрешности полной шкалы и погрешности смещения нуля.
1.5.2 Динамические параметры
Возникновение динамических погрешностей связано с дискретизацией сигналов, изменяющихся во времени. Можно выделить следующие параметры АЦП, определяющие его динамическую точность.

Максимальная частота дискретизации (преобразования) - это наибольшая частота, с которой происходит образование выборочных значений сигнала, при которой выбранный параметр АЦП не выходит за заданные пределы. Измеряется числом выборок в секунду. Выбранным параметром может быть, например, монотонность характеристики преобразования или погрешность линейности.

Время преобразования () - это время, отсчитываемое от начала импульса дискретизации или начала преобразования до появления на выходе устойчивого кода, соответствующего данной выборке. Для одних АЦП, например, последовательного счета или многотактного интегрирования, эта величина является переменной, зависящей от значения входного сигнала, для других, таких как параллельные или последовательно-параллельные АЦП, а также АЦП последовательного приближения, примерно постоянной. При работе АЦП без УВХ время преобразования является апертурным временем.

Время выборки (стробирования) - время, в течение которого происходит образование одного выборочного значения. При работе без УВХ равно времени преобразования АЦП.

2 Образцы микросхем и устройств АЦП
Микросхема К1113ПВ1

Выполняет функцию 10-разрядного АЦП однополярного или биполярного входного сигнала с представлением результатов преобразования в параллельном двоичном коде. Для ее эксплуатации необходимы два источника питания и регулировочные резисторы. Выходные каскады с тремя состояниями позволяют считывать результат преобразования непосредственно на шину данных МП. Основные электрические параметры микросхемы К1113ПВ1А представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Параметр

Не менее

Не более

Число разрядов n

10

-

Нелинейность ?л, %

-0,1

0,1

Дифференциальная нелинейность ?дл, %

-0,1

0,1

Абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы

-20

20

Напряжение смещения нуля на входе, мВ

-30

30

Время преобразования t, мкс

-

30

Напряжение питания U1, В

4,5

5,5

Напряжение питания U2, В

-16,5

-13,5

Ток потребления 11

-

10

Ток потребления 12

-

20

Входное сопротивление, кОм

10

-

Диапазон униполярного входного напряжения, В

-

10,24

Диапазон биполярного входного напряжения, В

-5,12

5,12

Предельно допустимое значение униполярного входного напряжения, В

0

10,5




Микросхема К572ПВ1

Представляет собой 12-разрядный преобразователь напряжения в двоичный код. В комплекте с внешним компаратором, источником Uоп и генератором тактовых импульсов микросхема выполняет функции АЦП последовательного приближения с параллельным двоичным кодом на выходах.

Устройство управления обеспечивает следующие режимы работы микросхемы: АЦП, ЦАП, раздельное управление старшими и младшими разрядами, хранение информации в регистре ЦАП.

Основные параметры преобразователя при Uи.п.1 = 5 В, U и.п.2 = 15 В, Uоп = 10,24 В, U0вых=0,4 В, U1вых = 2,4 В, fт = 250 кГц следующие: ?л =±0,05% (К572ПВ1 А), ±0,1% , ±0,2% ; ?лд =±0,1% (К572ПВ1А), ±0,2% , ±0,4% ; ?шп =±122ед. MP; tпpб = 170 мкс.

Преобразователь К572ПВ1 может работать в режиме ЦАП. Микросхема переводится в режим ЦАП при подаче напряжения высокого уровня на вывод 17. Преобразователь согласуется с ТТЛ ИС при U и.п.1= 5 В ±5% и с КМДП ИС при

U и.п.2=15В ±5%. Микросхема может быть согласована с восьмиразрядной шиной данных микропроцессорной системы. Выходы могут иметь три устойчивых состояния.

При работе с микросхемой необходимо соблюдать последовательность включения напряжений и меры защиты.

Микросхема КР572ПВ2

Микросхема представляет собой преобразователь на 3,5 десятичных разрядов, работающий по принципу последовательного счета с двойным интегрированием, с автоматической коррекцией нуля и определением полярности входного сигнала. Микросхема представляет собой электронную часть цифрового вольтметра, измеряющего входной сигнал до ± 1,999 В и ±199,9мВ. Цифровая информация отображается на светодиодном индикаторе АЛС324Б. Микросхема представляет собой функционально-законченное устройство. Для работы преобразователя совместно с ИС используются только внешние конденсаторы, резисторы и источники питания.

Основные параметры преобразователя при Uи.п.1= 5 В, Uи.п.2= - 5 В: ?шп =±1 ед. MP (КР572ПВ2А), ±3 ед. MP, ±5 ед. MP; время цикла преобразования при fт = 50кГц равно 300 мс; входное сопротивление до 20 МОм; Iпот ? 1,8 мА.

Микросхема имеет дифференциальные входы и высокую степень ослабления синфазного сигнала 100 дБ, что позволяет использовать преобразователь в условиях действия сильных помех.

В микросхеме предусмотрено использование внутреннего и внешнего тактовых генераторов. В первом случае частота регулируется конденсатором С1, емкость которого выбирается из условия C1=R1 - 0,45/fт. Для повышения стабильности fт можно применять кварцевый резонатор, подключаемый между выводами 39 и 40. При работе с внешним генератором его подключают к выводу 40 (выводы 38 и 39 не используются). При работе с преобразователем следует соблюдать правила подачи напряжения и защиты. Максимальные значения напряжений Uи.п.1=5,5 В, Uи.п.2= -8В.

1   2   3


1.2.5 Преобразователи напряжение
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации