АЦП. Характеристики, параметры. УГО

АЦП функционально законченное устройство преобразующее непрерывно изменяющееся во времени аналоговые величины в эквивалентный цифровой код. Результат преобразования N_ti = X(t_i)/ DX ± d N_ti

DX - шаг квантования

d N_ti -погрешность преобразования на данном шаге.

АЦП используются в различных цифровых измерительных системах, в системах ввода-вывода информации в ЭВМ.

Основные параметры АЦП имеют тот же смысл, что параметры ЦАП.

Рассмотрим специфические параметры АЦП.

Процесс преобразования в АЦП происходит в два этапа:

- квантование;

- кодирование.

Процесс квантования характеризуют характеристикой преобразования. Для идеального случая и нормированного сигнала она имеет вид:

Процесс квантования приводит к возникновению ошибки квантования, максимальное значение которой ± 1/2 единицы младшего разряда (DX). Инструментальная погрешность приводит к тому, что в реальных АЦП характеристика преобразования видоизменяется (смещение нуля; нестабильность коэффициента передачи вызывает постоянное относительное отклонение выходного значения от истинного и т.п.).

При преобразовании сигналов изменяющихся во времени возникают динамические погрешности, которые характеризуются частотой дискретизации (квантования), временем преобразования, напряжением, апертурной погрешностью, которая характеризуется несоответствием входного сигнала преобразованному цифровому коду.

Несоответствие возникает, если входной сигнал в течение времени преобразования изменяется более чем на единицу младшего разряда.

Время между моментом фиксации мгновенного значения входного сигнала и моментом получения его цифрового кода называется апертурным временем.

Для уменьшения апертурной погрешности АЦП обычно используют устройства выборки и хранения (УВХ), которое включается между АЦП и источником аналогового сигнала. Основное назначение УВХ - фиксация мгновенного значения аналогового сигнала X(t) на время, необходимое для последующего преобразования в АЦП.

УВХ работает в двух режимах: сложение и хранение.

Т.к. во время хранения входной сигнал практически не изменяется, то апертурная погрешность АЦП значительно снижается.