Тема 10. Аналого-цифрові і цифро-аналогові перетворювачі

1.3. АЦП за методом порозрядного зрівноваження

Найбільше поширення отримав метод порозрядного зрівноваження, який забезпечує час перетворення від 1 мкс до 1 мс. Структурно-функціональна схема перетворення зображена на рис. 4.8, а часова діаграма – на рис. 4.9.

Рисунок 4.8 – АЦП порозрядного зрівноваження

Рисунок 4.9 – Часова діаграма перетворення АЦП за методом порозрядного зрівноваження при n=4

Схема працює так. На вхід АЦП подається вхідний сигнал x(t), який порівнюється з еталонним сигналом Uет, що формується на виході ЦАП. ЦАП складається із сукупності 3n еталонних джерел сигналів, які управляються за допомогою спеціального регістра порозрядного зрівноваження (РПУ). Перетворення проходить за n часових тактових інтервалів. Причому на першому такті РПУ примусово вмикає в роботу перший розряд ЦАП. Значення першого розряду еталонних величин на виході ЦАП дорівнює половині діапазону перетворення сигналу. Потім в кінці першого тактового інтервалу компаратор проводить порівняння x(t) з Uет. Якщо x(t)<Uет, то примусово увімкнений старший розряд ЦАП залишається ввімкненим до закінчення процесу перетворення. Це забезпечується під управлінням певного сигналу на виході компаратора (1чи 0). Якщо ж x(t)>Uет, то перший розряд вимикається на початку другого такту. На початку другого такту в роботу примусово вмикається другий розряд ЦАП і знову проводиться порівняння x(t) з Uет. Процедура повторюється доти, поки всі розряди ЦАП не візьмуть участі у процесі зрівноваження. В результаті на виході АЦП формується код, що відповідає вхідному сигналу.