Материал: Аналоговая и цифровая электроника. Учебное пособие. 2000

Максимальное время преобразования зависит от разрядности АЦП и определяется

Тпр.мак=f0*2n,

где f0 – период частоты кварцевого генератора.

Погрешность интегрирующего АЦП определяется, в основном, изменением наклона пилообразного напряжения, которое определяется постоянной времени RC интегратора (генератора пилообразного напряжения) . Под воздействием внешних дестабилизирующих факторов, особенно температуры, постоянная времени, а следовательно, и наклон пилообразного напряжения меняется, что приводит к значительным погрешностям преобразования. Поэтому в настоящее время для построения интегрирующих АЦП используют принцип двойного интегрирования.

Принцип работы АЦП двойного интегрирования заключается в том, что сначала в течении некоторого фиксированного временного интервала Т1 интегрируется аналоговая преобразуемая величина Ux, а затем интегрируется эталонное (опорное) напряжение противоположной полярности Uоп. Временной интервал Т2 пропорционален преобразуемой величине Ux.

Рис 170. Структурная схема АЦП двойного интегрирования (а) и временная диаграмма его работы (б).

Действительно в течении интервала времени Т1 напряжение на выходе

интегратора изменяется по линейному закону

В течении интервала времени Т2 выходное напряжение на выходе интегратора изменяется от Uвых.инт.мах до 0, т.е.

146

147

Uвых.инт

Рис 172. ИС К572ПВ2 (а) и выходное напряжение на выходе генератора (б).

Работа ИС происходит под воздействием тактовых импульсов fти внутреннего генератора импульсов в три этапа. На первом этапе Т1, длительностью 4000 периодов fти, происходит интегрирование напряжения Ux, на втором этапе, длительностью от 0 до 8000 периодов, fти происходит интегрирование опорного напряжения Uоп и на третьем этапе , длительностью от 4000 до 12000 периодов fти, происходит автоматическая установка нуля ОУ. Весь цикл преобразования занимает 16000 тактов.

148

Многоканальные АЦП широко используются для преобразования нескольких однотипных аналоговых величин. Такие АЦП включают в себя аналоговый коммутатор и один из рассмотренных выше АЦП.

Запуск Схема управления

конец

преобразов.

Рис 173. Многоканальный АЦП.

Преобразование происходит последовательно параметр за параметром.

Аналоговый коммутатор поочередно подключает на вход АЦП через усилитель все входные сигналы.

5.4 Таймеры

Таймером называется устройство, предназначенное для формирования импульсных сигналов с регулируемой длительностью и скважностью. Таймеры делятся на две группы: однотактные и многотактные.

Однотактные таймеры применяются для формирования импульсов длительностью от 1мксек до часа и более. Многотактные таймеры включают в

себя однотактный таймер и счетчик и предназначены для формирования временных интервалов длительностью в десятки часов.

Наиболее распространенным типом однотактного таймера является ИС К1006ВИ1 (NE555)

Таймер состоит из четырех функциональных устройств: двух компараторов DA1 и DA2, RS-триггера DD1, усилителя мощности DA3. Внутренний резистивный делитель задает пороговые напряжения равные 2Uп/3 для компаратора DA1 и Uп/3 для компаратора DA2. Напряжение питания Uп=5…16,5в. потребляемый ток Iп=0,7Uп. Входные токи таймера не превышают 0,5мкА. Максимальная частота 10МГц. Таймер имеет второй высокоомный выход 2.

Таймеры широко используются во многих импульсных устройствах.

149

На рис.175 приведена схема одновибратора, выполненная на таймере.

Рис 175. Схема одновибратора на ИС К1006ВИ1(а) и временная диаграмма работы (б).

Для работы таймера в режиме одновибратора на объединенные входы к.7 и 6 подключается цепочка RC. При поступлении на вход 2 запускающего импульса амплитудой меньше Uп/3 триггер DD1 переворачивается и на выходе 1 формируется прямоугольный импульс. Одновременно запирается транзистор VT1 и конденсатор С начинает заряжаться через резистор R. Напряжение Uс на входах 6,7 возрастает по экспоненте и в момент времени t2 достигает уровня 2Uп/3. При этом срабатывает компаратор DA1, триггер DD1 возвращается в

150