Максимальное время преобразования зависит от разрядности АЦП определяется

т =f *2n

1 пр.мак Ч) ?

где fo - период частоты кварцевого генератора.

и

Погрешность интегрирующего АЦП определяется, в основном, изменением наклона пилообразного напряжения, которое определяется постоянной времени RC интегратора (генератора пилообразного напряжения) . Под воздействием внешних дестабилизирующих факторов, особенно температуры, постоянная времени, а следовательно, и наклон пилообразного напряжения меняется, что приводит к значительным погрешностям преобразования. Поэтому в настоящее время для построения интегрирующих АЦП используют принцип двойного интегрирования.

Принцип работы АЦП двойного интегрирования заключается в том, что сначала в течении некоторого фиксированного временного интервала Т интегрируется аналоговая преобразуемая величина Ux, а затем интегрируется эталонное (опорное) напряжение противоположной полярности иоп. Временной интервал Т2 пропорционален преобразуемой величине Ux.

Цвх. инт.

Ux

Uon

ивых. инт

ивх.ин[т

Интегратор

Компаратор

I

ивых. инт

Кл

Ti

Счетчик

Y цифр. выходы

Схема управления

Сч. вых

Рис 170. Структурная схема АЦП двойного интегрирования (а) и временная диаграмма его работы (б).

Действительно в течении интервала времени Т1 напряжение на выходе интегратора изменяется по линейному закону

ивых.инт.

1 ti

RC

j Uxdt

to

Ux RC

t, при Ux - const

В течении интервала времени Т2 выходное напряжение на выходе интегратора изменяется от Uk.. до 0, т.е.

t

t

t

t2Uоп

Uвых.инт. = jШпdt = --- t, при Ц>п - const

rc;rc

Следовательно,

11 =

RC

RC

1

T =

U

U

Рис 171. Напряжение на выходе интегратора при постоянной

времени ф = R1C1(1)

и

ф, = R2C2(2) при ф • ф.

Таким образом интервал времени Т2 зависит от постоянной величины /Цщ и переменной Uх и не зависит от параметров интегратора. В этом можно убедиться на графике рис.171.

Шых.интАЦП двойного

интегрирования обеспечивает высокую точность преобразования в условиях промышленных помех в широком интервале температури

широко используется в измерительной технике и автоматизированных системах управления.

Например, основу всех мультиметров составляет АЦП двойного интегрирования, выполненная на микросхеме К572ПВ2 или К572ПВ5. ИС практически одинаковые, но первая работает на светодиодные индикаторы, а вторая - на жидкокристаллические индикаторы.

Микросхема К572ПВ2 совместно с источником опорного напряжения, несколькими резисторами и конденсаторами выполняет функции АЦП двойного интегрирования с автоматической установкой нуля ОУ и определением полярности входного сигнала.

Основные технические параметры ИС: -разрядность - 3,5 десятичных разряда,

-входное сопротивление - 50Мом,

-входное напряжение - +1,999),

-быстродействие - (2-9)Гц,

-потребляемый ток - 1,8 мА

-напряжение питания - 9в

Cау

Rrarr «

+Uвх *-

Синт

-Uвх

+Uon

-Uon

Con

Rt

Сг

АУН

Rrarr Синт

№х -Uвх

Con Con

Uon -Uon

TU

Rt

. Сг

D/A

a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1

a2 b2 c2 d2 e2 f2

g2

a3 b3 c3 d3 e3 f3

bc

a

b

c

d

e f

bc

g

g

Uвых.инт

Рис 172. ИС К572ПВ2 (а) и выходное напряжение на выходе генератора (б).

Работа ИС происходит под воздействием тактовых импульсов £ти внутреннего генератора импульсов в три этапа. На первом этапе Т1, длительностью 4000 периодов f, происходит интегрирование напряжения Ux, на втором этапе, длительностью от 0 до 8000 периодов, и происходит интегрирование опорного напряжения Цш и на третьем этапе , длительностью от 4000 до 12000 периодов происходит автоматическая установка нуля ОУ. Весь цикл преобразования занимает 16000 тактов.

t