АЦП параллельного преобразования

Основные отечественные микросхемы АЦП и их зарубежные аналоги

Основные параметры некоторых типов интегральных АЦП последовательного приближения приведены в таблице 16.1.

Таблица 16.1

Тип АЦП	Число разрядов	Время преобразования, ms	Погрешность линейности, квант	Дифференциальная нелинейность, квант	Напряжения питания, V	Потребляемая мощность, m	Зарубежный аналог
КР572ПВ1А К72ПВ3 К72ПВ4 К1108ПВ1А К1113ПВ1А		7,5 0,9	0,5 0,5	0,75 0,5	+5…15; -15 +5 +5; -5,2 +5; -15		АD7570 АD7574 АD7581 - АD571

АЦП параллельного преобразования реализуют метод параллельного преобразования и являются наиболее быстродействующими и сложными в реализации АЦП. Упрощенная структурная схема АЦП этого типа представлена на рисунке 16.5. Она включает в свой состав делитель опорного напряжения U_оп, т = 2^п компараторов и преобразователь ПК единичного позиционного кода, получаемого с выходов компараторов, в двоичный код N. Источник опорного напряжения U_оп и матрица прецизионных резисторов R обеспечивают напряжение сдвига на входе каждого компаратора, отличающееся на единицу младшего разряда от напряжения сдвига соседних компараторов. На вторые входы всех компараторов подается преобразованное напряжение U_вх. На выходах компараторов формируется цифровой код, число логических «1» в котором определяется числом компараторов, зарегистрировавших превышение U_вх над напряжением сдвига. С помощью преобразователя этому коду ставится в соответствие n-разрядное двоичное слово. Скорость преобразования в параллельных АЦП определяется лишь быстродействием компаратора и логических схем преобразователя. При использовании ТТЛШ-структур время преобразования с помощью параллельного АЦП может составлять ≤ 100 ns. Однако необходимость применения большого числа компараторов (например, при n = 8 нужно 255 компараторов) ограничивает их разрешающую способность.

На рисунке 16.6 показана схема включения интегрального восьмиразрядного АЦП параллельного преобразования серии K1107ПВ2. Прецизионный делитель опорного напряжения в этом АЦП подключен к выводам U_оп ^- и U_оп⁰.

В простейшем варианте включения АЦП вход U_оп – соединяется с источником опорного напряжения – 2 V, а вход U_оп⁰– с аналоговой землей GА. Однако, если необходимо, на эти входы можно включить регулируемые усилители и регулировкой U_оп ^- и U_оп⁰ в пределах ±0,1 V корректировать чувствительность и нуль АЦП. Ток, потребляемый преобразователем от источника входного сигнала, близкий к 0,5 mА, входная емкость превышает 300 pF, время преобразования аналоговой величины в код составляет 100 ns. Рекомендуется между источником входного сигнала и входом AI АЦП включать буферный усилитель, который обеспечивает быстрый перезаряд входной емкости при большой скорости изменения входного сигнала.

Вид выходного двоичного кода АЦП определяется сигналами на управляющих входах V₁и V₂. Комбинациям V₁,V₂, равным 11, 00 и 01, соответствует прямой, обратный и дополнительный коды. При кодовой комбинации управляющих сигналов V₁ и V₂, равной 10, на выходе АЦП формируется двоичный код, образующийся инвертированием дополнительного кода.

Работа АЦП синхронизируется тактовыми импульсами, подаваемыми на вход ТИЕ. Частота этих импульсов не должна превышать 30 МHz.

Дискретные сигналы на входах и выходах АЦП рассчитаны на работу с ТТЛ-цифровыми схемами. Для устойчивой работы АЦП на предельной тактовой частоте необходимо тщательно прорабатывать вопросы конструктивного выполнения входных, выходных и питающих цепей.

Кроме названных параллельных АЦП отечественной промышленностью выпускается интегральный шестиразрядный АЦП параллельного преобразования К1107ПВЗ, рассчитанный на работу по ЭСЛ-схемами и имеющий время преобразования 20 ns.