Последовательные АЦП

Рассмотрим схему АЦП последовательного счета.

На схеме буквами и символами обозначены следующие элементы: К - компаратор, &; - схема "И", ГТИ - генератор тактовых импульсов, СТ - счетчик, #/A - ЦАП. На один вход компаратора подается входное напряжение, на второй - напряжение с выхода ЦАП. В начале работы счетчик устанавливается в нулевое состояние, напряжение на выходе ЦАП при этом равно нулю, а на выходе компаратора устанавливается лог. 1. При подаче импульса разрешения "Строб" счетчик начинает считать импульсы от генератора тактовых импульсов, проходящих через открытый элемент "И". Напряжение на выходе ЦАП при этом линейно нарастает, пока не станет равным входному. При этом компаратор переключается в состояние лог. 0 и счет импульсов прекращается. Число, установившееся на выходе счетчика и есть пропорциональный входному напряжению цифровой код. Выходной код остается неизменным пока длится импульс "Строб", после снятия которого счетчик устанавливается в нулевое состояние и процесс преобразования повторяется.

Рис. АЦП последовательного счета

Т.е. последовательно заполняется значение цифрового кода от 0 до поданного на вход числа.

Такие АЦП имеют низкое быстродействие. Достоинством является сравнительная простота построения.

Более быстродействующим являются АЦП последовательного приближения, с поразрядным уравновешиванием. В основе работы таких преобразователей лежит принцип дихотомии - последовательного сравнения измеряемой величины с ½, ¼, ⅛ и т. п. от возможного ее максимального значения.

Рис. АЦП с поразрядным уравновешиванием

В таком АЦП используется специальный регистр - регистр последовательных приближений. При подаче импульса "Пуск" на выходе старшего разряда регистра появляется логическая 1, а на выходе ЦАП напряжение U₁. Если это напряжение меньше входного, то в следующем по счету разряде регистра записывается еще 1. Если же входное напряжение меньше, то 1 в старшем разряде отменяется. Таким образом, методом проб перебираются все разряды от старшего до младшего. На всю операцию преобразования требуется импульсов ГТИ всего в два раза больше количества разрядов.

Т.е. сначала устанавливается 1 в максимальный бит, а затем последовательно «добавляя – вычитая» единички из других битов добиваются равенства цифрового кода значению поданного на вход числа.