Аналого-цифровой преобразователь (сокращенно АЦП) - это второй ключевой элемент, обеспечивающий взаимодействие аналоговых и цифровых устройств. АЦП является основой цифровых вольтметров, цифровых авометров, многоканальных анализаторов, осциллографов и многих других приборов. Существует несколько различных типов АЦП. Наиболее распространенными являются интегрирующие, следящие и преобразователи последовательного приближения. На данном занятии мы изучим работу интегрирующих и следящих аналого-цифровых преобразователей.

Назначение аналого-цифрового преобразователя

Назначение АЦП заключается в генерации двоичного цифрового кода, пропорционального входному аналоговому сигналу. Основной процесс преобразования показан на следующей диаграмме:

Рисунок 8-1. Схема 8-битового аналого-цифрового преобразователя.

Счетчик создает пробную двоичную последовательность, которая конвертируется в аналоговое напряжение при помощи цифроаналогового преобразователя. ЦАП является базовым элементом многих схем АЦП, а его принцип работы обсуждался на занятии 7 (кстати, сейчас самое время узнать принцип его работы, если вы не знакомы с устройством ЦАП). После этого пробное напряжение сравнивается с входным сигналом. Если входное напряжение больше пробного сигнала, счетчик увеличивает значение, чтобы приблизить пробный сигнал к уровню входного напряжения. Если же входной сигнал меньше пробного, счетчик уменьшает свое выходное значение с тем, чтобы уровень пробного сигнала приблизился к уровню входного. Этот процесс продолжается до тех пор, пока компаратор изменит знак. В этот момент уровень пробного сигнала будет в пределах одного отсчета от уровня входного напряжения. При увеличении числа разрядов счетчика будет увеличиваться и разрешение ЦАП такого типа.

Интегрирующий АЦП