Аналого-цифровые преобразователи поразрядного кодирования

В АЦП поразрядного кодирования на основе элементарного кванта преобразования Uэ формируется "n" эталонов, пропорциональных весам разрядов кода

( U_n-1=U_э*2^n-1,U_n-2=U_э*2^n-2, … U₂=U_э*2², U₁=U_э*2¹, U₀=U_э*2⁰ ).

К — компаратор ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь ГТИ — генератор тактовых импульсов СхУ — схема управления Ux — преобразуемое напряжение U0 — эталонное напряжение (квант) Un — сумма Dx эталонов (=Dx*U0) (выход ЦАП на n-ном такте преобразования) Dx — выходной код

Работу схемы рассмотрим на следующем примере:

РИ — распределитель импульсов. (последовательно формирует импульсы на выходах 1, 2, …, n+1 по мере поступления импульсов от ГТИ)

На первом такте РИ формирует единицу на 1-м выходе, в результате триггер T_n-1 устанавливается в единицу и подключает в ЦАП старший эталон, пропорциональный весу 2^n-1. Компаратор сравнивает U_x и U_эт. Если U_x<U_эт, то выход компаратора устанавливается в "1" и открывает вентиль &_n-1, тогда следующий импульс с РИ пройдет на вход "reset" триггера T_n-1, триггер сбросится и эталон отключится. Если U_x>=U_эт, то выход компаратора устанавливается в "0", закрывает вентиль &_n-1 и триггер T_n-1 (а следовательно и подключенный эталон) остается включенным до конца преобразования.

i-й импульс устанавливает триггер T_n-i, в результате подключается эталон, пропорциональный весу 2^n-i. Этот эталон суммируется с уже подключенными эталонами, U_x сравнивается с новым U_эт и так далее, до прихода последнего импульса, который рассматривается как конец преобразования (КП), по этому состоянию считывается состояние всех триггеров, которое и определяет результирующий код, причем выход T_n-1 считается старшим разрядом, а Т₀ – младшим разрядом.

Время преобразования у таких АЦП не зависит от Ux, а зависит только от разрядности результирующего кода (преобразование выполняется за n+1 тактов, где n — разрядность результирующего кода).