Сигма-дельта АЦП на переключаемых конденсаторах
Период г = 2. Во время второго периода с нулем сравнивается напряжение {/"(2, 2) = (2{/вх — я,{/""), откуда получим. По завершении каждого периода интегрирования происходит замыкание ключа 5е для разряде конденсатора С,. Выходной код Лг, получим с помощью реверсивного счетчика в соответствии со следующим выражением: Период i = р. На р-м периоде интегрирования с нулем будет сравниваться напряжение… Читать ещё >
Сигма-дельта АЦП на переключаемых конденсаторах (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Так как преобразователь состоит из ЕД-модулятора и цифрового фильтра, использование переключаемых конденсаторов значительно упрощает реализацию его аналоговой части. Рассмотрим особенности построения и функционирования аналоговой части ЕД-АЦП первого порядка с использованием переключаемых конденсаторов. В приведенной на рис. 14.50 схеме дельта-узел выполнен на конденсаторе и ключах 5, — S-, в качестве сумматора используется ин;
Рис. 1450. Схема ЕД-АЦП на переключаемых конденсаторах.
тегратор на ОУ, АЦП служит компаратор С, ЦАП представлен источниками опорного напряжения. Схема управления вырабатывает 4-фазную систему управляющих сигналов (импульсов) со сдвигом на четверть периода. Процесс формирования выходной последовательности Уп складывается из периодов интегрирования, которые разделяются на 4 интервала. Поэтому напряжение па выходе интегратора можно записать в виде Пи(г, у), где г — номер периода интегрирования, а у — номер интервалов управляющих сигналов. Рассмотрим особенности работы преобразователя.
Состояние схемы на отдельных интервалах г-го периода интегрирования.
Интервал 1. Ключи б, и 54 замкнуты, конденсатор С, заряжается до напряжения 11пх.
Интервал 2. Ключи 53 и 5- замкнуты, напряжение (заряд) с конденсатора, а С, переносится на конденсатор С, и добавляется к предыдущему напряжению {Ун(г, 1). Па выходе интегратора формируется напряжение.
Компаратор переходит в состояние.
Интервал 3. Если а, = 1, то замкнуты ключи 53 и 54, происходит разряд конденсатора, а С, до напряжения +1/он. Если а, = -1, то замкнуты ключи 52, 54 и конденсатор, а С, заряжается до напряжения.
— ит,.
Интервал 4. Замкнуты ключи 52 и 5-, если а, = или 53 и 55, если а,—1. Конденсатор а С, передает свой заряд на конденсатор С, в результате чего на выходе интегратора формируется напряжение.
По завершении каждого периода интегрирования происходит замыкание ключа 5е для разряде конденсатора С,.
Формирование выходного кода. Рассмотрим теперь последовательность, состоящую из периодов интегрирования (1 < г < р), полагая, что в исходном состоянии напряжение на выходе интегратора 1/п = 0.
Период г = 1. Во время первого периода интегрирования на интервале 2 компаратор сравнивает напряжение {/"(1,2) = а 11т с нулем, в результате чего определяется состояние на выходе компаратора:
Период г = 2. Во время второго периода с нулем сравнивается напряжение {/"(2, 2) = (2{/вх — я,{/""), откуда получим.
Период i = р. На р-м периоде интегрирования с нулем будет сравниваться напряжение {/"(р, 2), что даст.
Выходной код Лг, получим с помощью реверсивного счетчика в соответствии со следующим выражением [51]:
Из приведенных соотношений следует, что разрядность преобразователя зависит от количества периодов интегрирования. Например, для получения разрядности 16 бит необходимо осуществить р = 32 768 периодов интегрирования.
В схеме преобразователя, изображенной на рис. 14.50, операции (14.11) и (14.12) выполняются разными средствами. Для получения сигнала ошибки 11А п используется конденсатор аС, для выполнения операции (2) — интегратор на ОУ, при этом:
- • в первой фазе замкнуты ключи 5, и 52, происходит заряд конденсатора С, входным напряжением {/вх;
- • во второй фазе в замкнутое состояние переходят ключи 53 и 54 (ключи 5, и 52 разомкнуты) и разностный заряд конденсатора С, передается конденсатору С." суммируясь с ранее накопленным зарядом.