Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 [ 175 ] 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

рис. 8.7, а Отметим, что максимальная ошибка квантования равна цене младшего разряда входного кода (1 МЗР)

Максимальная ошибка квантования может быть уменьшена до dz0,5 МЗР при дополнительном смещении входного аналогового сигнала на -0,5 А\ЗР, или на +0,5 МЗР опорного напряжения, с которым сравнивается аналоговый сигнал. Передаточная

00111 -

00110 -

00101 -00100

0001 о

.,.00001

.,, 00000

1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0

Ана/!огодег входное, напряжение

Аналоговое входчое напряжение

10 20 30 40 50 60 70 8,0

Рис. 8.7. а - передаточная характеристика; б - ошибка квантования АЦП,

характеристика, полученная при смещении на 0,5 МЗР, показана на рис. 8.8, а, а соответствующее распределение ошибки квантования - на рис. 8.8, б. Отметим, что максимальная ошибка квантования, равная ±0,5 МЗР, присутствует в каждом поддиапазоне входного напряжения.

Для иллюстрации влияния сдвига на 0,5 МЗР на ошибку квантования рассмотрим 3-разрядный параллельный АЦП Предположим, что напряжение, соответствующее кванту младшею разряда, равно 1,0 В, а входное напряжение полной разрядной



сетки 8 В. Без сдвига на 0,5 МЗР опорные напряжения семи компараторов напряжения будут равны 1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 JJ 7,0 В Цифровой выходной код будет определяться следующей таблицей!

Аналоговое входное напряжение

0< Кл< 1,0 1,0< Кл<2,0 2,0 <Va< 3,0 3,0< Кд<4,0 4,0 <Va< 5,0 5,0 <Va< 6,0 6,0 <Va< 7,0 7,0 <Va< 8,0

Выходной код

ООО 001 010

100 101

по 111

Аналоговый эквивалент выходного кода

2,0 3,0 4,0

...00111

.,,00110

,,,00101

,,,00100

...00011

1..00010

...00001

,., 00000


1,0 2fi 3,0 4,0 8,0 6,0 7,0

Аналою So 8 бшное нйпрпж&н1хе

I +1/2 МЗР сз -1/2 МЗР

1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 8,0 7,0 8,0

Аналоговое входное напряжение

Рис. 8.8. Передаточная характеристика (а) н ошибка квантования (б) прн смещении аналогового входного напряжения на 0,6 МЗР.



АнилогоЕое входное напряжение

Выходной код

Аналоговый эквивалент выходного кода

0<Va< 0,5

0,5 <Va< 1,5

1,5< Ул<2,5

2,5 <Va< 3,5

3,5 < < 4,5

4,5 <Va< 5,5

5,5 <Va< 6,5

6,5 <Va< 7,5

Максимальная ошибка квантования в каждом поддиапазоне равна 0,5 МЗР.

8 5.L Параллельный преобразователь. Самым быстродействующим типом АЦП является параллельный АЦП. Примером З-разрядного параллельного АЦП может служить схема па рис. 8.9. Для реализации такого АЦП необходимо семь компараторов. В общем случае для УУ-разрядного АЦП параллельного типа не-обходи\юе число компараторов определяется по формуле 2 - 1. Хотя параллельные АЦП и имеют очень высокое быстродействие, число компараторов, необходимое для их реализации, очень быстро растет с увеличением N, поэтому создание таких АЦП с разрядностью больше 3 или 4 становится нерациональным.

С помощью делителя напряжения опорное напряжение рас-предгляется между компараторами следующим образом: Vr, = Vref iRl2)/7R = Vref/14, Vr = 3Vref/14, Vr, = - 51/ref/14, Vr = 7Vref/14, = 9Vref/14, Vp. =

= 11Krff/14 и V«, = 13Vref/14. Передаточная характеристика АЦП для нормированного входного напряжения V/iVRcr/) приведена на рис. 8.8, а.

Ошибка квантования АЦП - это диапазон изменения вход ного аналогового напряжения, при котором выходной цифровой код остается постоянным, причем измерение этого напряжения производится по отношению к среднему значению аналоготого входного напряжения. Для АЦП на рис. 8.9 уровни опорных напряжений на компараторах выбраны так, что распределение ошибки квантования разномерно, поэтому для всех выходных логических уровней она одинакова и равн.а Vref/14. Поскольку

Максимальный цифровой выходной код равен 111, а ошибка квантования в каждом одновпльтопом (1 МЗР) полдипазоне входного напряжения - 1 МЗР. Если теперь все опорные напряжения уменьшить на 0,5 МЗР, то они будут равны 0,5, 1,5, 2,5, 6,5 В, в результате передаточная характеристика будет определяться таблицей:



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 [ 175 ] 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193