3)апертурное время -интервал времени, в течении которого невозможно точно сказать к какому из моментов времени относится полученное измерение (погрешность измерения сигнала во времени). Для интегральных АЦП немаловажными являются:

4)интерфейс передачи полученного в МПУ:

5)наличие встроенного источника опорного напряжения, УВХ. Рассмотрим подробно, программно -аппаратную реализацию

основных типов АЦП.

5.4. Программно-аппаратная реализация время-импульсного АЦП с однократным интегрированием

Общая структура имеет вид:

АК -аналоговый компаратор, используется для сравнения Шх и №пн [1, U вх> U гпн 1

0, U вх < U гпн

ГПН -генератор пилообразного напряжения.

Алгоритм управления АЦП с Р11 I-И ГПН

однократным интегрированием:пуск

1) МПУ в момент t1 формирует

сигнал Пуск=0, тем самым заставляя ГПН формировать на

выходе линейно -нарастающее напряжение.

U =

порт МПУ

Р1.0

И

конец преобразования

Uвх*

АК

U kA

f мц

н-

t1

t2

>t=t2-t1

-н

число N

t3 t

2)Осуществляется

постоянныйопрос

выхода АК, в случае, когда выход АК Uk=0 (Шх=Uгпн),

формируется второй момент времени t2. 3) Измеренный интервал времени At с помощью внутренних таймеров -счетчиков и будет являтьсячисловым

эквивалентом N входного напряжения Шх.

t1 подсчет t2 М Ц

t

t

пуск (порт вывода)

конец преобразова ния (порт ввода)

DD1

О 1

ивх

R2 []

DA1

1 F

VD2 VT lis

Замечания: изменяя наклон прямой напряжения можно добиться практически любого коэффициента преобразования к АЦП:

N = Int [*]

N -двоичный код на выходе

АЦП.

Пример: принципиальная схема программно - аппаратной реализации время - импульсного АЦП с однократным интегрированием. На элементах VD, R1, VT, R2 реализован генератор постоянного тока ic=const, которым заряжают конденсатор С:

К521СА3

+5В

Uvdк const

R

Получим выражение, преобразование АЦП

1 г. , i

описывающее

время

импульсное

Uc =

UГПН

С J icdt = С (t2 - t1 )

t2

U ВХ =

Uc = C Лt Лt = (1)

описывающее

время

импульсное

Получили выражение, преобразование АЦП.

Замечание: Т.к. в формулу (1) входят параметры схемы (СДс), которые могут изменяться от температуры или старения, то можно сказать, что точность преобразования данного АЦП невысока и зависит от изменения этих параметров.

Изображенный АЦП имеет низкую помехозащищенность, так присутствие в Шх случайной помехи может резко повлиять на точность результата.

5.5. Время-импульсный АЦП двойного интегрирования

Обладает более высокой помехоустойчивостью. Общая структурная схема имеет вид (при программно -аппаратной реализации):

ивх

К1

МПК

управление ключем(Р1.0)

конец преобразо вания (Р1.1)

Uk =<

l. иинт

0,U<0

1,U инт 0

U k

РаботуАЦП

двойного интегрирования поясним на временной диаграмме.

мпк

Алгоритм работы АЦП двойного интегрирования:

1)В момент tl (когда напряжение на интеграторе Цинт=0) на вход интегратора подают Ш=Цвх. В течении заранее заданного интервала T=t2-t1 осуществляется

интегрирование Цвх, при этом напряжение на выходе интегратора достигает иинт.

2)В момент t2 на вход интегратораподключают отрицательноеопорное напряжение и1= -иопор и с момента t2 начинают подсчет времени.

-11ИНТ,

иинт

U kf

< T=t2-t1 J

U счет А

t1

t2

4U1=-Uonop

t=t3+t2-

i-ивх

измеренное время пропорциональна Ubx

3) В момент t3, когда Иинт=0, прекращают подсчет времени и интервал At=t3-t2 считают числовым эквивалентом измеряемого входного напряжения. At измеряют, как правило, внутренними таймерами -счетчиками. Момент t3 определяют по переключению Ик на выходе компаратора.

Замечание: интервал T=t2-t1 стараются выбрать кратным периоду основной промышленной частоты (1/50 Гц). В этом случае интегрирование Ивх на интервале Т автоматически исключит из сигнала помеху, обусловленную промышленной частотой.

Данный АЦП часто используют для измерения напряжения с удаленных датчиков, т. к. он легко исключает из сигнала промышленную частоту.

Пример: принципиальная схема программно-аппаратного АЦП двойного интегрирования.

Р1.0

0, и

1, и

и

вх

опор

- и

опор

Р1.1 =

0,и и

1,и и

<0 > 0

t