Аналого-цифровые преобразователи

Опубликовано admin мая 1, 2013 в Роботетхника

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) выполняют функции, противоположные функциям ЦАП, т. е. преобразуют напряжение в двоичный код (АЦП будет использовано в практической работе при «обучении» учебного робота).

Она отличается от схемы ЦАП использованием счетчика вместо регистра и наличием логической схемы в цепи управления счетчиком.

Напряжение, которое нужно преобразовать в двоичный код, задается потенциометром, соединенным с неинвертирующим входом операционного усилителя. На другой его вход подается напряжение с триггеров счетчика, которое в начале сравнения примерно равно нулю. «Неуравновешенное» напряжение, поданное на неинвертирующий вход, вызывает положительное напряжение на выходе операционного усилителя. (Вспомните, что из-за большого коэффициента усиления достаточно незначительного напряжения на одном из входов усилителя (десятитысячные доли вольта), чтобы на выходе было напряжение насыщения, примерно равное напряжению питания.) Последовательное изменение кода счетчика под действием входных импульсов от 0000 до 1111 приводит к постепенному увеличению напряжения на инвертирующем входе. Происходит процесс, аналогичный взвешиванию, когда на чашку весов кладут гирьку за гирькой одного и того же веса. В момент уравновешивания напряжение на выходе операционного усилителя станет равным нулю, а при следующем импульсе счетчика примет отрицательное значение. Это напряжение, поданное на вход элемента И, прервет поступление входных импульсов, и на счетчике в данный момент будет двоичный код, соответствующий установленному напряжению.

Заметим, что подобная схема сравнения напряжений применяется только в том случае, если они близки к напряжению питания микросхем. Если величины напряжений отличаются значительно, то схема сравнения усложняется.