17.-Analogově-číslicové-převodníky

Kompenzační převodníky
Kompenzační převodníky využívají principu automatické kompenzace napětí. Porovnávají vstupní
měřené napětí UX s hodnotou zpětnovazebního napětí uk, které je odvozeno od výstupního
číslicového slova pomocí číslicově analogového převodníku. Zpětnovazební napětí se mění, dokud
není rozdíl obou napětí minimální. Pak je převod ukončen.
Podle způsobu řízení změny číslicového slova rozlišujeme kompenzační převodníky čítací, sledovací a
s postupnou aproximací.
Výhodou kompenzačních převodníků je jejich konstrukční jednoduchost a relativní rychlost.

Kompenzační čítací

Příprava - stránka 2

K - komparátor
GI - generátor impulzů
H - hradlo
Č - čítač
D/A - číslicově analogový převodník
P - paměť

Časové průběhy napětí:

Na začátku měřícího cyklu je vynulován čítač. Výstup čítače je D/A převodníkem převeden na napětí
uk , které komparátor porovnává se vstupním napětím Ux.
uk bude v okamžiku startu = 0 a výstup komparátoru bude log. 1, protože Ux > uk přes otevřené
hradlo bude do čítače procházet impulz z generátoru impulzů, stav čítače se bude krokem LSB
zvyšovat. A bude se též zvětšovat i hodnota uk .
P dosažení minimálního rozdílu Ux a uk bude na výstupu komparátoru log. 0, hradlo se uzavře, čítač
se zastaví a do paměti se zapíše platné výstupní slovo.
Doba převodu není konstantní, bude tím delší, čím vyšší bude vstupní napětí. Zapojení lze proto
upravit tak, že čítač bude čítat v nekonečném cyklu a signálem z komparátoru se při dosažení
minimálního rozdílu vstupního měřeného napětí a zpětnovazebního kompenzačního napětí zapíše
okamžitá hodnota stavu čítače do paměti.
Další možnou úpravou je použití obousměrného čítače, který bude čítat vpřed i vzad (může hodnotu
výstupního slova nejen zvyšovat, ale i snižovat). Komparátor pak bude řídit směr čítání, takže
číslicový výstup bude sledovat změny vstupního napětí. Toto řešení převodníku se proto nazývá
sledovací analogově číslicový převodník.

S postupnou aproximací
Dochází zde ke značnému zrychlení převodu. Postupná aproximace výstupního slova bit po bitu.

Příprava - stránka 3

Dochází zde ke značnému zrychlení převodu. Postupná aproximace výstupního slova bit po bitu.

Blokové schéma:

K - komparátor
GI - generátor impulzů
BŘ - blok řízení
Č - čítač
D/A - číslicově analogový převodník
P - paměť

Zapojení je obdobou předchozího převodníku, rozdíl je v řízení změny číslicového slova. U čítacího a

sledovacího převodníku se v každém taktu hodinového impulzu mění slovo vždy jen o hodnotu LSB,
zde se však zkusmo nastavují jednotlivé váhové bity.
Např.: v 8 biotitovém převodníku se na začátku převodu nastaví slovo čítače na 10000000, tomu
bude odpovídat uk =1/2 UR . Komparátor porovná uk s Ux a bude-li uk < UX ponechá MSB na hodnotě
1, jinak vy ho změnil na hodnotu 0 .
V dalším kroku nastaví hodnotu 1 na další váhový bit, stav čítače tedy bude 11000000 nebo
01000000 podle výsledku předchozích kroků . Opět dojde k porovnání uk a UX a aktuální bit se
ponechá na hodnotě 1 nebo se změní na hodnotu 0
Takto se postupuje až k LSB.