Если же это не совсем так, то на выходе компаратора может потребоваться установка делителя, понижающего напряжение выхода в 2 раза.
Указанные выше сигналы выхода компаратора будут подаваться на управляющий ввод счетчика, переводя его в режим суммирования или вычитания.
На рисунке 5.3 приведена схема подключения счетчика. В качестве счетчика используем микросхему 531ИЕ17 (данный счетчик выполнен по ТТЛШ логике, напряжение питания 5 В, потребляемая мощность 76 мВт). Использованный счетчик является четырехразрядным, по условиям задания наш АЦП должен быть 10-ти разрядным. Поэтому мы используем три соединенных счетчика. Соединение счетчиков происходит через вывод P, на который начинают передаваться импульсы последовательности при переполнении младшего счетчика.
Рис. 5.3 — схема 10-ти разрядного счетчика Выводы счетчиков 11, 12, 13, 14 являются одновременно цифровым выходом разрабатываемого нами АЦП и входом цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), формирующим напряжение обратной связи Uос.
В качестве ЦАП выберем интегральную микросхему К572ПА1А, являющуюся десятиразрядным цифро-аналоговым преобразователем, выполненным по технологии КМОП логике. (напряжение питания 5 — 17 В, потребляемая мощность 45 мВт).
На рисунке 5.4 приведена схема подключения ЦАП К572ПА1А. Согласно документации, при использовании указанного ЦАП в режиме с выходом по напряжению к его выходам подключается операционный усилитель с цепью отрицательной обратной связи (ЦОС), работающей в режиме суммирования токов.
Рис. 5.4 — схема подключения ЦАП.
Согласно задания на курсовую работу диапазон преобразуемого напряжения составляет 0…5 В. Таким образом на выходе цифро-аналогового преобразователя должно быть напряжение в пределах от 0 до 5 В. Максимальный уровень выходного напряжения выставляется на интегральной микросхемы 572ПА1А по средствам вывода 17 (Vref — опорное напряжение). Поэтому на вывод 17 мы подаем потенциал 5 В.
Сопротивление R, показанное на рисунке 5.4, необходимо для балансировки операционного усилителя. Его выбор и подключение произведено в соответствии со справочной литературой.
Принципиальная электрическая схема аналого-цифрового преобразователя приведена в приложении 1.
Энергопотребление разработанного АЦП складывается из потребляемых мощностей интегральных микросхем и составляет 0,4 Вт.
5 Заключение
В настоящей работе был разработан АЦП следящего типа, построенный согласно традиционной схеме: с одним блоком сравнения и реверсивным счетчиком.
Как мы видим из временных диаграмм (рис. 3.2, 3.3) при работе преобразователя в режиме достижения уровня сигнала его быстродействие не отличается от быстродействия АЦП последовательного счета и является достаточно низким.
Для устранения указанного выше недостатка в схему следящего АЦП включают несколько схем сравнения. При срабатывании, которых устанавливается единица в соответствующем разряде счетчика.
Опираясь на выше сказанное, можно сделать вывод, что АЦП следящего типа следует использовать для преобразования медленноизменяющихся сигналов.
В настоящее время на смену АЦП следящего типа пришли сигма-дельта АЦП.
6 Список использованных источников Волович Г. И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2005. — 528 с.
Нефедов А. В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 2. М.:ИП Радио
Софт, 1999 г. — 640с.:
ил.
Гиттис Э. И. Преобразователи информации для электронных вычислительных устройств. Изд. 3-е, перераб. М., «Энергия», 1975.
Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х т. Т.
2. Пер. с англ. — изд. 3-е, стереотип.
М.:Мир, 1986. — 590 с., ил.
Аванесян Г. Р., Левшин В. П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник. — М.: Машиностроение, 1993. — 256 с.: ил.
www.texnic.ru — цифровая электроника.
www.chipinfo.ru — описание электронных компонентов.
