Моделирование работы ацп без коммутации

Для моделирования работы АЦП используем структуру в программе Еи5//я, показанную на рис. 7.16. Здесь тестовый сигнал является суммой двух колебаний различной частоты, что позволяет более наглядно рассмотреть работу АЦП и промежуточные сигналы. Устройство сравнения реализовано на сумматоре, второй вход которого имеет знак «минус». Для получения двуполярных импульсов на выходе сумматора использован блок «реле». Далее использована метка шины с символом г, что позволяет этот сигнал впоследствии использовать на других участках ноля для моделирования. Этот сигнал должен представлять собой импульсы, которые являются результатом преобразования. Сигнал 2 поступает на вход интегратора, обозначенного символом 1 /5. Далее использован коэффициент усиления, равный десяти, после чего обратная связь замыкается с выхода усилителя на вход сумматора. Также цепочка, состоящая из последовательного соединения метки г, интегратора, усилителя с коэффициентом 10 и метки у, служит для вычисления полученного результата преобразования вне контура АЦП, как это могло бы быть осуществлено в устройстве, которое анализирует сигналы и не входит в состав АЦП.

Рис. 7. 16. Модель сигма-дельта АЦП На рис. 7.17 показаны сигналы в структуре по рис. 7.16. Болес гладкая линия показывает входной сигнал АЦП, а линия с горизонтальными участками — результат преобразования. Видно, что линии почти сливаются, т. е. ошибка преобразования достаточно мала, и ее знак изменяется во времени, поэтому средняя ошибка еще меньше. На рис. 7.18 показан выходной сигнал г, представляющий собой последовательность знакопеременных импульсов фиксированной величины. Этот сигнал является результатом преобразования в последовательном коде. Преобразование его в параллельный код осуществляется простым аппаратным средством, входящим в состав АЦП. При моделировании это аппаратное средство можно имитировать фильтром низких частот.

Рис. 7.17. Процесс на выходе модели АЦП:

1 — входной сигнал х; 2 — аналоговый сигнал у на выходе АЦП.

Рис. 7.18. Выходной импульсный сигнал — в АЦП.

Для исследования ошибки преобразования следует вычесть полученный сигнал;' из входного сигнала .г. Также для определения средней ошибки можно использовать фильтр низких частот (например, как показано в структуре на рис. 7.19).

Рис. 7.19. Модель вычислителя ошибки преобразования АЦП и ее выходные.

сигналы:

знакопеременный сигнал до фильтрации, нулевая линия после фильтрации (ошибка после фильтрации в среднем равна нулю) Там же показаны знакопеременный сигнал ошибки АЦП и средняя величина ошибки, которая в данном случае равна нулю.