Аналого-цифровое преобразование АЦП

Процесс преобразования включает 2 этапа:

1 дискретизация (квантование) по времени

2 квантование по уровню

Процесс квантования по времени состоит из измерения непрерывного сигнала х(t), в дискретные моменты времени 0,Т,2Т….nT, отстоящие друг от друга на равные промежутки Т. Этот промежуток называется периодом или шагом дискретизации.

При дискретизации важно делать достаточное кол-во замеров в единицу времени, чтобы правильно представить информацию. Очень частые измерения требуют увеличения АЦП и средств обработки этой информации.

При квантовании по уровню весь диапазон изменения входного сигнала разбивается на равные интервалы, которые называются уровнями квантования. Уровни квантования различаются между собой на величину, которая называется шагом квантования по уровню. Квантование по уровню заключается в том, что текущее значении аналоговой величины заменяется ближайшим дискретным из числа завершенных, при этом возникает ошибка квантования, которая называется шум квантования и величина этой ошибки на превышает/2. Уменьшить эту ошибку можно применив АЦП с большим числом разрядов n.

При преобразовании изменяющихся во времени сигналов, возникают также динамические ошибки. Их появление связано с тем, что преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму происходит не мгновенно, а за какое-то время, апертурное время.

Существуют большое кол-во АЦП, различающиеся: принципом действия, быстродействием, точностью, надежностью..

Основные параметры АЦП:

1 диапазон изменения входного и выходного сигнала,

2 время от момента фиксации мгновенного значения сигнала до момента получения цифрового кода;

3 погрешность преобразования,

4 надежность преобразования

Обычно основными критериями при выборе АЦП являются: быстродействие, точность, стоимость. Стоимость АЦП с хорошими параметрами достаточна высока, поэтому для преобразования нескольких аналоговых сигналов используется один АЦП в сочетании с аналоговым коммутатором (аналоговым мультеплексором).

Наиболее распространены следующие АЦП:

1 АЦП основанные на методе последовательных приближений

2 АЦП основанные на методе параллельного кодирования

3 АЦП работающие по методу двойного интегрирования.