Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Характеристики и параметры АЦП



 

Основные параметры АЦП (диапазон изменения входного сигнала и выходного кода, число разрядов, временные параметры, статические и динамические погрешности) имеют тот же смысл, что и соответствующие параметры ЦАП. Поэтому здесь будут рассмотрены только некоторые особенности параметров АЦП.

Характеристика преобразования (ХП) – зависимость между значениями входного аналогового напряжения и выходного кода. Она может быть определена в виде таблиц, графиков или формул. Процесс квантования аналогового значения входного сигнала приводит к возникновению ошибки квантования, максимальное значение которой ± 1/2 единицы младшего разряда преобразователя. На рис. 14.5 приведены характеристика преобразования и график ошибки квантования трехразрядного АЦП. Ошибка квантования возникает в результате замены истинной величины отсчета входного сигнала ее дискретным эквивалентом в виде выходного кода и определяется как разность между графиками ступенчатой характеристики преобразования и идеальной прямой.

а б

 

Рис. 14.5. Таблица кодов преобразования (а) и характеристика преобразования с ошибками квантования (б)

 

Характеристика преобразования описывается рядом параметров:

  • напряжением межкодового перехода (опорные напряжения, формируемые делителем опорных напряжений);
  • шаг квантования – разность напряжений соседних межкодовых переходов;
  • диапазон изменения входного напряжения.

Несоответствие номинальной и действительной характеристик преобразования определяет точностные параметры АЦП:

  • напряжение смещения нуля:
  • отклонение коэффициента преобразования от номинального значения;
  • нелинейность;
  • отклонение действительных значений шагов квантования характеристики преобразования от их среднего значения.

При преобразовании сигналов, изменяющихся во времени, возникают динамические погрешности. Можно выделить следующие параметры АЦП, определяющие его динамическую точность:

  1. Время преобразования – время от момента начала измерения сигнала на входе АЦП до появления на выходе соответствующего устойчивого кода. Время преобразования определяет максимальную частоту преобразования.
  2. Время задержки запуска – минимальное время с момента подачи скачкообразного сигнала на вход АЦП до момента подачи сигнала запуска АЦП. Это время обусловлено переходными процессами во входных цепях.
  3. Время цикла кодирования (время преобразования tпр с момента подачи скачкообразного сигнала на вход АЦП до появления устойчивого кода).
  4. Максимальная частота преобразования – частота дискретизации входного сигнала. Максимальная частота ограничивается задержками в компараторах, шифраторе, выходных каскадах.

Динамическая составляющая погрешности связана с быстродействием преобразователя и скоростью изменения входного сигнала. Чем меньше время преобразования сигнала и скорость изменения входного сигнала, тем меньше динамическая составляющая погрешности. Для АЦП период Топ, с которым осуществляется опрос входного напряжения (подключение к нему АЦП), следует выбирать больше tпр: Топ > tпр, т. е. между скоростью преобразования 1/ tпр и частотой опроса (fоп= 1/ Топ) должно соблюдаться соотношение 1/ tпр > fоп. При этом следует учитывать, что по теореме Котельникова fоп связана с наивысшей частотой fтах в спектре непрерывного входного сигнала неравенством fоп ³ 2fтах. Поэтому АЦП должен обладать скоростью преобразования 1/ tпр > 2fтах. При большом времени преобразования нужно будет увеличивать период опроса, чтобы избежать больших динамических искажений. Для их уменьшения следует выбирать АЦП с таким временем преобразования, за которое входной сигнал изменяется не более чем на разрешающую способность (входное напряжение, соответствующее приращению выходного кода на единицу в младшем разряде).

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.