20080522018

1.    Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z zasadą działania przetwornika analogowo-cyfrowego.

2.    Wstęp

Najpopularniejszą metodą przetwarzania analogowo-cyfrowego jest struktura podwójnego całkowania. Sposób pomiaru napięcia w metodzie podwójnego całkowania umożliwia otrzymanie bardzo dokładnych wyników przetworzenia napięcia na postać cyfrową. Uzyskana dokładność wynika z prawie pełnego uniezależnienia procesu przetwarzania od parametrów układu przetwornika. Próby zmniejszenia wpływu wewnętrznych parametrów układu na proces przetwarzania są realizowane w postaci przetwornika potrójnego całkowania. Jednak stopień kompilacji tych struktur jest na tyle kosztowny, że nadal najdokładniejszym i powszechnie sposobem przetwarzania integracyjnego są układy z podwójnym całkowaniem. Schemat blokowy takiego przetwornika przedstawia rys. 1. Katalogowe oznaczenie tej klasy przetworników to dual slope.

Praca przetworników odbywa się w dwóch cyklach. W pierwszym cyklu klucz wejściowy połączony jest z napięciem U_weJ. Integrator całkuje to napięcie przez okres równy wielokrotności 20 ms. Dzięki pierwszemu cyklowi jest możliwe w układzie tego przetwornika wyeliminowanie wpływu zakłóceń pochodzących od sieci energetycznej. W cyklu tym licznik zlicza 2ⁿ impulsów z generatora zegarowego. W drugim cyklu następuje przełączenie klucza wejściowego do pobierania sygnału na wejściu integratora z układu referencji napięciowej U_ref- Moment przełączania klucza wejściowego wynika z wykrycia przez wejście taktujące prze rzutnika stanu licznika, co odpowiada pojawieniu się jedynki na pozycji MSB (pełny zakres licznika). Integrator całkuje w tym cyklu napięcia z układu referencyjnego aż do momentu wykrycia przez komparator przejścia sygnału z wyjścia integratora przez zero. Podczas drugiego cyklu licznika po przejściu przez stan 000.... zlicza impulsy z układu zegarowego. Stan końcowy licznika wyznacza moment wykrycia zera napięcia na wyjściu integratora przez komparator.

K

Rys. 1. Schemat blokowy przetwornika a/c z podwójnym całkowaniem