0002=810). Завдяки цьому напруга Uос на виході ЦАП (рис. 9б)
ос=23h.
де h - квант вихідної напруги ЦАП, що відповідає одиниці молодшого розряду (ОМР). Ця величина складає половину можливого діапазону перетворюваних сигналів. Якщо вхідна напруга більше, ніж ця величина, то на виході компаратора встановлюється 1, якщо менше, то 0. У цьому останньому випадку схема управління повинна переключити старший розряд d3 назад в стан нуля. Безпосередньо слідом за цим залишок
Uвх - d323 h
таким же чином порівнюється з найближчим молодшим розрядом і т.д. Після чотирьох подібних кроків, що вирівнюють, у регістрі послідовного наближення виявляється двійкове число, з якого після цифро-аналогового перетворення виходить напруга, що відповідає Uвх з точністю до 1 ОМР. Вихідна число може бути лічено з РПП у вигляді паралельного двійкового коду по N лініях. Крім того, в процесі перетворення на виході компаратора, як це видно з рис. 6.1, б, формується вихідне число у вигляді послідовного коду старшими розрядами вперед.
Швидкодія АЦП даного типу визначається сумою часу встановлення tуст ЦАП до сталого значення з похибкою, що не перевищує 0,5 ОМР, часу переключення компаратора tк і затримки поширення сигналу в регістрі послідовного наближення tз. Сума tк + tз є величиною постійною, а tуст зменшується із зменшенням ваги розряду. Отже, для визначення молодших розрядів може бути використана більш висока тактова частота. При порозрядної варіації fтакт можливе зменшення часу перетворення tпр на 40%. Для цього до складу АЦП може бути включений контролер.
При роботі без пристрою вибірки-зберігання апертурний час одно часу між початком і фактичним закінченням перетворення, яке так само, як і у АЦП послідовного рахунку, по суті залежить від вхідного сигналу, тобто є змінним. Виникаючі при цьому апертурні похибки носять також нелінійний характер. Тому для ефективного використання АЦП послідовного наближення, між його входом і джерелом перетворюється сигналу слід включати ПВЗ. Більшість що випускаються в даний час ІМС АЦП послідовного наближення (наприклад, 12-розрядний МАХ191, 16-розрядний AD7882 та ін), має вбудовані пристрої вибірки-зберігання або, частіше, пристрої стеження-зберігання (track-hold), керовані сигналом запуску АЦП . Пристрій стеження-зберігання відрізняється тим, що постійно знаходиться в режимі вибірки, переходячи в режим зберігання тільки на час перетворення сигналу.
Даний клас АЦП займає проміжне положення по швидкодії, вартості і роздільної здатності між послідовно-паралельними і інтегруючими АЦП і знаходить широке застосування в системах управління, контролю та цифрової обробки сигналів.
Для організації аналого-цифрового перетворення виберемо малопотужну ІМС АЦП послідовного наближення з послідовним інтерфейсом фірми Analog Devices ADS1286. Розрядність оцифровки становить 12 біт на вибірку. Частота вибірки 20 кГц. Для передачі даних використовується простий двухпроводной інтерфейс. Випускається в 8-вивідному корпусі DIP (рис.6.2, а). На малюнку 6.2, б наведена структурна схема ІМС. Тут CDAC - ЦАП, SAR - регістр послідовного наближення.
а) б)
Рис. 6.2 - ІМС ADS1286 (а) та її структура (б)
Призначення висновків ІМС:
...
