21 жовтня 2022р.
Предмет: Iмпульсна та цифрова техника.
Тема 5: Схеми цифрових пристроїв.
Урок 24,25: Пристрої індикації частоти.Пристрої цифрової обробки сигналів.
Пристрої індикації частоти були розглянуті на попередньому уроці. Аналого-цифрові перетворювачі (АЦП) це пристрої, які приймають вхідні аналогові сигнали та генерують відповідні до них цифрові сигнали, які придатні для обробоки мікропроцесорами та іншими цифровими пристроями.
Принципово не виключена можливість безпосереднього перетворення різних фізичних величин в цифрову форму, однак це завдання вдається рішити тільки в досить рідко через складність таких перетворювачів. Тому зараз найраціональнішим вважається спосіб перетворення різних за фізичною природою величин спочатку в функціонально пов'язані з ними електричні, а потім уже за допомогою перетворювачів напруга-код - в цифрові. Іменно ці перетворювачі і мають на увазі, коли говорять про АЦП.
Процедура аналого-цифрового перетворення неперервних сигналів, яку реалізують за допомогою АЦП, це перетворення неперервної функції часу U(t), яка описує вхідний сигнал, у послідовність чисел {U'(tj)}, j=0,1,2,:, що віднесені до деяких фіксованих моментів часу. Цю процедуру можна розділити на дві самостійні операції. Перша з них називається дискретизацією і полягає в перетворенні неперервної функції часу U(t) в неперервну послідовність {U(tj)}. Друга називаеться квантуванням і полягає в перетворенні неперервної послідовності в дискретну {U'(tj)}.
Рис.1.Аналоговий (сірий) та отриманий з нього цифровий (червоний) сигнал.
Для забезпечення дискретизації синусоїдального сигналу частота якого 100 кГц з похибкою 1% час перетворення АЦП повинен бути рівним 25 нс. У той же час за допомогою такого швидкодіючого АЦП принципово можна дискретизувати сигнали, які мають ширину спектру біля 20 МГц. Таким чином, дискретизація за допомогою самого АЦП викликає суттєве розходження вимог між швидкодією АЦП та періодом дискретизації. Це розхожження досягає 2...3 порядків та сильно ускладнює і подорожчує процес дискретизації, оскільки навіть для порівняно вузькополосних сигналів вимагає досить швидкодіючих АЦП. Для достатньо широкого класу сигналів, які швидко змінюються, цю проблему рішають за допомогою пристроїв вибірки-зберігання , що мають малий апертурний час.
Рис.2 Класифікація АЦП
Зараз відома велика кількість методів перетворення напруга-код. Ці методи сттєво відрізняються один від одного потенційною точністю, швидкістю перетворення та складністю апаратної реалізації. На рис. 2 наведена класифікація АЦП за методами перетворення. В основу класифікації АЦП покладено ознаку, яка вказує на те, як в часі розгортається процес перетворення аналогової величини в цифрову. В основі перетворення вибіркових значень сигналу в цифрові еквіваленти лежать операції квантування та кодування. Вони можуть проводитись за допомогою або послідовної, або паралельної, або послідовно-паралельної процедур наближення цифрового еквівалента до перетворюваної величини.
Завдання: опрацювати матеріал з теми, інтернет-ресурс:
Підручник: А. М. Гуржій, В. В.Самсонов, Н. І. Поворознюк " Імпульсна та цифрова техніка", ст.327-346.
Контрольне завдання: написати принцип роботи АЦП та його застосування в радіотелевізійній апараратурі.
Відповідь на контрольне завдання надсилайте на електронну пошту: honor7valera@gmail.com
Немає коментарів:
Дописати коментар