|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы Цифровой индиттпор 7\ Финсатор . . состорния
Рис. 2.41. Структурная схема аналого-цифрового преобразователя. нале -10 В устанавливают частоту выходного сигнала 10 кГц, а затем при напряжении входного сигнала -10 мВ с помошью регулировки смещения устанавливают частоту 10 Гц. ЮОнОм
Полномасштабная лоЭ-стройна J- . кОмкТом S,1hOm  ЮнОм -гМНФ I- Частотомер Рис. 2.42. Принципиальная схема аналого-цифрового преобразователя. Пример 2.7. Проектирование аналого-цифрового преобразователя. На основе микросхемы типа 4151 требуется спроектировать аналого-цифровой преобразователь для работы с входным сигналом от О до 10 В. Необходимо обеспечить точность преобразования 0,1 %. Решение. Структурная схема аналого-цифрового преобразователя на ос-вове преобразователя напряжение - частота представлена на рис. 2.41. Данный преобразователь напряжение-частота предназначен для преобразования входного напряжения в частоту, которая прямо пропорциональна прикладываемому входному напряжению. Затем эта частота поступает на счетчик, время выборки которого составляет 1 с. Следовательно, осуществляется счет выходной частоты за период 1 с, а затем полученный результат фиксируется на выходе. С целью упрощения проектирования при реальном схемном исполнении, показанном на рис. 2.42, каскад пересчетного устройства заменен на частотомер. Первый ОУ служит для инвертирования входного сигнала (от О до 10 В), а также для его развязки. Такой технический прием, в частности, идеально подходит для реализации передачи аналоговых данных по волоконно-оптическим линиям связи. При таком исполнении частотомер располагается на приемном конце канала связи. Восстановить исходный аналоговый сигнал можно, заменив частотомер на преобразователь частота - напряжение. 2.4. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТА - НАПРЯЖЕНИЕ Преобразователь частота - напряжение представляет собой прибор, который преобразует входную частоту в выходной сигнал постоянного тока, пропорциональный принятой частоте. Таким образом, ,ь,х = /вх. (2.43) где К - коэффициент передачи преобразования данного преобразователя частота - напряжение в единицах вольт на герц. Существует несколько технических приемов для осуществления преобразования частота - напряжение. Один из способов основан на использовании фазовой автоподстройки частоты. Другой способ основан на применении преобразователя напряжение-частота типа 4151. На рис. 2.43 изображена структурная схема, пригодная для реализации преобразования частота - напряжение. Принцип функционирования данной схемы можно описать следующим образом: одновибратор запускается по переднему фронту входного сигнала. (Схема работает аналогичной при запуске одновибратора от Рис. 2.43. Структурная схема преоб- Заднего фронта.) На время им-разователя частота - напряжение. пульса одновибратора КЛЮЧ  С 1,0 мнФ ЮпОм П кОм = 5,1 нОм сллш вб/ход,-[Т ходимости) 0,01 мкФ Входная частота Прямоугольное ff нолебание с • размахом SB 0,022 мкФ 10 к Ом 5,1 н Ом 6,8 нОм ЮкОм ЮнОм "о 0,1миФ Рис. 2.44. Простой преобразователь частота - напряжение. замыкается и заряд поступает в цепь RbCb, что вызывает возрастание напряжения в узле В. После окончания импульса одновибратора начинается уменьшение напряжения в узле В через резистор Rb- Этот разряд продолжается до момента прихода следующего положительного фронта входного сигнала, когда снова осуществляется запуск одновибратора на время 7. При увеличении частоты входного сигнала сокращается время между повторными запусками одновибратора и, таким образом, возрастает напряжение в узле В. Конденсатор Св представляет собой интегратор и, следовательно, служит для фильтрации напряжения в узле В. Для уменьшения пульсаций выходного сигнала можно увеличить номинал конденсатора Св, однако существует компромисс между временем срабатывания и изменениями частоты входного сигнала. Реальное схемное исполнение преобразователя частота - напряжение показано на рис. 2.44. Его передаточная функция имеет вид где К = 2,058RbRoCo/Rs . В/Гц. Как было показано ранее, выходная проводимость источника тока (зажим /) ухудшает линейность схемы. Подобный недостаток можно скомпенсировать путем введения в схему операционного усилителя, как показано на рис. 2.45. Это позволяет улучшить линейность преобразования частота - напряжение приблизительно до 0,05 %. Несмотря на повышение точности преобразования частота - напряжение, существенного улучше- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 |
||||||||||||||||||||||