Метод последовательного приближения

Структурная схема реализации АЦП такого метода приведена на рис. 4.10.

Рис. 4.10

Работа такого АЦП происходит следующим образом. Перед началом преобразования генератор тактовых импульсов (ГТИ) подает команду в регистр последовательного приближения (РПП) на установку "1" в старшем разряде, а в остальных "0". Под действием кода регистра последовательного приближения ЦАП формирует эталонный сигнал

U_Эn = 2ⁿ·U_ЕМР, (4.8)

где U_ЕМР – напряжение, соответствующее единице младшего разряда ЦАП, n – разрядность.

Величина напряжения (4.8) определяет половину возможного диапазона преобразуемых сигналов. Процесс уравновешивания входного напряжения U_ВХ и некоторого эталонного U_Эi происходит последовательно путем сравнения их значений в компараторе "К", начиная со старшего разряда. Если U_Эn > U_ВХ, то в старшем разряде выходного сигнала и в ЦАП устанавливается "0" и далее производится сравнение U_ВХ с эталонным напряжением U_{Э(n –1)}, соответствующим разряду (n –1).

Если U_Эn £ U_ВХ, то в старшем разряде выходного кода устанавливается "1" и в дальнейшем производится сравнение разности (U_ВХ – U_Эn) с величиной U_Э(n–1). Далее процесс преобразования продолжается аналогично рассмотренному выше. В результате преобразования напряжение U_ВХ уравновешивается суммой эталонных напряжений, снимаемых с ЦАП:

, (4.9)

где a_i – коэффициенты 1 или 0 в разрядах выходного кода, снимаемого с регистра;

U_Эi – напряжение ЦАП, соответствующее i-му разряду.

Работа АЦП синхронизируется генератором тактовых импульсов. Время преобразования сигнала постоянно и определяется в основном числом разрядов и тактовой частотой f_т. Погрешность преобразования зависит в основном от ошибок ЦАП и чувствительности компаратора "К".