12_Аналого–цифровые преобразователи (АЦП) АТСб-23-1

Структурная схема простейшего из последовательных АЦП изображена на рис. 3. В этом АЦП имеется цепь обратной связи, в которой используется цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Цифровой выход n-разрядного двоичного счётчика соединён с n-разрядным ЦАП, который вырабатывает выходное напряжение обратной связи ступенчатой формы.

Рис. 3. Структурная схема АЦП с единичным приближением

Выходное напряжение ЦАП скачками увеличивается через U_1МЗР. от нуля до напряжения, равного (2ⁿ-1)U_1МЗР., создавая опорное напряжение U_оп.. В компараторе это U_оп. сравнивается с U_вх. и, до тех пор пока U_оп. с выхода ЦАП ниже U_вх., на выходе компаратора имеется высокий уровень. Этот уровень разрешает прохождение через логический элемент И тактовых импульсов на вход счётчика. Увеличение выходного кода счётчика вызывает увеличение U_оп. Как только U_оп. становиться больше U_вх., на выходе компаратора устанавливается низкий уровень, запирающий прохождение тактовых импульсов через элемент И на вход счётчика, сигналы на выходах которого представляют собой код преобразуемого входного напряжения. Импульсом СТРОБ информация с выхода счётчика записывается в выходном регистре АЦП. Процесс преобразования на этом заканчивается. Новый цикл преобразования начинается поле обнуления счётчика импульсом СБРОС. Для обработки входного напряжения полной разрядной сетки в n-разрядном ЦАП требуется 2ⁿ тактовых импульсов, плюс два импульса на стробирование и обнуление счётчика, поэтому такой АЦП работает медленнее параллельного АЦП, для преобразования в котором требуется только два тактовых импульса.

Погрешности рассмотренных АЦП зависят от погрешностей работы компараторов, а у последовательного АЦП ещё и от погрешности ЦАП.