přednáška 11

odpovídá výstupnímu číslu.

Principiální obvodové zapojení kompenzačního A/D převodníku s váhovými odpory (obr. 6):

(váhové odpory musí být velmi přesné; referenční zdroj napětí musí být stabilní,

s malým vnitřním odporem)

zi = 1 …. přepínač v poloze, kdy vtéká proud do vstupu převodníku I/U

zi = 0 …. přepínač v poloze, kdy proud teče do země

Všechny přepínače jsou ovládány jednotlivými bity binárního čísla (dle váhy binárního řádu) generovaného jednotkou GBC.

= ….. (5)

(6)

=> (7)

Hranatá závorka v (7) odpovídá výstupnímu binárnímu číslu.

Důvodem užití přepínačů zi je eliminace vlivu vnitřního odporu Ri referenčního zdroje.

(Při objasňování funkce převodníku stačí uvažovat pouze vypínače, nikoliv přepínače.)

Převodník A/D (kompenzační) s odporovou sítí R-2R:

2R || 2R = R

…………

(8)

V převodníku se vyskytují rezistory pouze dvou hodnot. Zatímco v převodníku s váhovými odpory bylo napájecí napětí v celém obvodu stejné, v převodníku s odporovou sítí R-2R se napájecí napětí snižuje směrem k binárním řádům nižší váhy.

Zrychlení převodu:

Podstatného zkrácení doby převodu lze dosáhnout obvodovou úpravou tak, že generování kompenzačního napětí nezačíná v každém cyklu od nuly, tj. GBC nezačíná od nuly. Komparátor hodnotou svého výstupního signálu indikuje, zda platí >

nebo < . Podle toho pak od okamžiku, kdy zaznamenal shodu, dochází buď k inkrementaci nebo dekrementaci binárního čísla, tedy ke stupňovitému nárůstu kompenzačního napětí nebo k jeho stupňovitému poklesu. Začíná se však z úrovně, kdy nastala shoda a nikoliv z nuly.

Touto úpravou získáme tzv. převodník sledovacího typu.

Převodník (kompenzační) s postupnou aproximací:

Jeho funkce spočívá v postupném zužování pásma, kde se vyskytuje hodnota vnitřního kompenzačního napětí, pro níž nastává shoda s napětím vstupním (převáděným). Převodník se vyznačuje konstantní dobou převodu bez ohledu na velikost napětí vstupního.

Blok BKO zobrazuje stav n – bitového slova. Aproximace postupuje od MSB k bitům nižší váhy. Okamžitá hodnota tohoto slova se D/A převodníkem transformuje na analogový signál

a ten se v komparátoru porovná s hodnotou vstupního napětí. Počet kroků převodu je roven n.

Postup zužování pásma, kde se vyskytuje hodnota vnitřního kompenzačního napětí tedy probíhá tak, že

• na místo MSB se vloží 1 (ostatní bity jsou nulové)

• číslo 1000…00 se převede na analogové napětí a to se porovná s napětím vstupním

• posoudí se, zda je vstupní napětí větší nebo menší; tak se rozhodne, ve které polovině rozsahu se vstupní napětí vyskytuje

Zcela stejný postup probíhá i s nejbližším nižším binárním řádem, čímž se stanoví, ve které čtvrtině rozsahu se hodnota vstupního napětí vyskytuje. Takto se postupně určí i osmina, šestnáctina a všechny další zužující se pásma rozsahu. Princip této metody ilustruje následující tabulka (pro n = 8), z níž vyplývá krok, který vyhodnocuje MSB: