57238 Obraz (2534)

!3| 232

py    możliwość wyeliminowania,    a co najmniej istotnego zmniejszenia wpływu

tj.    uw. przydźwięku sieci na    wynik pomiaru. Do wad tych konwerterów

Ml    zaliczyć należy stosunkowo    długie czasy przetwarzania, ograniczające sto-

i    sowanie ich w szybkich układach akwizycji danych.

Konwerter kompensacyjny oparty na zasadzie sukcesywnej aproksymacji (inaczej nazywanej metodą kompensacji wagowej), którego zasada działania podana jest na rys. 17.5, działa tak, że napięcie wejściowe porównywane jest z sygnałami napięcia wzorcowego generowanymi przez układ cyfrowo-analogowy.

Rys. 17.5. Zasadą działania przetwornika kompensacyjnego z sukcesywną aproksymacją

W chwili t₀ generowane jest napięcie odpowiadające połowie napięcia wzorcowego U_R. Jeżeli w wyniku porównania z napięciem wejściowym U_we okaże się, że jest ono niższe, to do specjalnej pamięci, nazywanej rejestrem, zapisywana jest wartość cyfrowa „1” i napięcie to jest zatrzymywane. W następnym kroku generowane jest napięcie odpowiadające jednej czwartej napięcia U_R i dodawane do zapamiętanego poprzednio napięcia. Jak widać na rys. 17.5, uzyskana wartość przewyższa napięcie U_we. Do rejestru zapisywana jest wartość cyfrowa „0” i wartość napięcia ostatniego kroku jest kasowana. W kroku następnym generowane jest napięcie odpowiadające jednej czwartej napięcia U_K, dodawane do zapamiętanego, porównywane z napięciem itd. Stan końcowy uzyskany na wyjściu rejestru jest zapisem stanów, z których każdy posiada wagę 2~‘ odpowiadającą kolejnym

pod zakresom napięcia wzorcowego U_K. Tym samym napięcie U_w, daje się przedstawić końcowym wzorem:

U_w,

= U₀I^2^m-¹

i” i

(17.1)

U H .

gdzie U₀ = i określa najmniejszy kwant napięcia, jaki jest w danym

przetworniku możliwy do uzyskania. W przedstawionym przykładzie na rys. 17.5, odpowiadającym przetwornikowi 8-bitowemu, kwant ten równv 1 , . _rf

jest jm napięcia U_R. Bit pierwszy uzyskanego stanu cyfrowego nosi nazwę bitu najwyższego (MSB), zaś ostatni I bitu najniższego (LSB). Rozdzielczość

2

LSB.

przetwornika z reguły określana jest na poziomie

Główną zaletą przetworników kompensacyjnych jest ich bardzo duża szybkość działania, wadą konieczność utrzymywania nie zmieniającego się napięcia wejściowego podczas całego cyklu przetwarzania, a więc konieczność użycia dodatkowego układu próbkująco-pamiętającego. Aktualnie produkowane układy przetworników pozwalają na uzyskanie konwersji napięcia do postaci słowa 24-bitowego. Do typowych zastosowań w elektrochemii używane są przetworniki 12- i 16-bitowe, umożliwiające otrzymanie roz

dzielczości odpowiednio____i ———

i    4096 65536

napięcia wzorcowego, z reguły równego

5 V lub 10 V. Większość przetworników analogowo-cyfrowych może działać w dwóch trybach pracy:

—    przetwarzanie napięcia wejściowego jednopolarnego, np. w zakresie od 0 V do +5 V lub od 0 V do +10V; rozdzielczość 1 bitu dla 12- i 16- bitowych przetworników wynosi odpowiednio: 0,00122 V przy 5 V i 0,00244 V przy 10 V oraz 0,0000763 V przy 5 V i 0,000153 V przy 10 V,

—    przetwarzanie wejściowego napięcia bipolarnego, np. w zakresie od — 5 V do +5 V lub od —10 V do +10 V; rozdzielczość 1 bitu dla 12- i 16-bi-towyeh przetworników wynosi odpowiednio: 0,00244 V przy +5 V i 0,00488 V przy ± 10 V oraz 0,000153 V przy ± 5 V i 0,000305 V przy ± 10 V.

Konwerter cyfrowo-analogowy przetwarza sygnał cyfrowy generowany np. przez mikrokomputer na sygnał analogowy, doprowadzany do wejścia urządzenia pomiarowego. Najczęściej stosowanymi rozwiązaniami przetworników cyfrowo-analogowych jest równoległe podawanie na wejścia cyfrowe przetwornika informacji w kodzie binarnym i uzyskiwanie na wyjściu sygnału analogowego w postaci prądowej lub napięciowej. Przykładowe rozwiązanie przedstawione jest na rys. 17.6.