3 Выбор АЦП

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) применяются в измерительных системах и измерительно-вычислительных комплексах для согласования аналоговых источников измерительных сигналов с цифровыми устройствами обработки и представления результатов измерения.

Различным методам построения АЦП соответствую устройства, различающиеся по точности, быстродействию, помехозащищенности, сложности реализации. Одним из наиболее распространённых является метод поразрядного уравновешивания, называемый также методом последовательного приближения. В АЦП, построенном этим методом, код в регистре результатов меняется так, чтобы обеспечить по возможности быстрое уравновешивание входного напряжения или тока напряжением или током, получаемым с выхода ЦАП, присоединенного к упомянутому регистру. Уравновешивание начинается со старшего разряда. В этом разряде вначале устанавливается единица и оценивается знак разности преобразуемого сигнала и уравновешивающего сигнала, формируемого в ЦАП. Если выясняется, что уравновешивающий сигнал меньше преобразуемого, то установленная в старшем разряде единица в дальнейшем сохраняется, а если больше – то то единица сбрасывается, т.е. в дальнейшем в этом разряде будет сохраняться ноль. Далее таким же образом проверяется , нужна ли единица в соседнем младшем разряде регистра. И так, уравновешивание продолжается до тех пор, пока не будут опрошены все разряды регистра, включая, самый младший. Указанная программа уравновешивания реализуется с помощью логических цепей, входящих в состав регистра результата, называемого в данном случае регистром последовательного приближения. На входы этого регистра поступают тактовые импульсы и выходной сигнал компаратора, сравнивающего преобразуемый сигнал с выхода ЦАП.

Широкое распространение однобайтных процессоров вызвало разработку восьмиразрядных аналого-цифровых преобразователей. Таковыми, в частности являются АЦП типов К572ПВ3 и К572ПВ4.

Схема включения АЦП К572ПВ3 показана на рисунке 3. Время преобразования этого АЦП равно 7,5 мкс, ток потребления от одного источника питания 5 В составляет всего лишь 5 мА. АЦП имеет два одинаковых входа AI1 и AI2, соединённых внутренними резисторами с одним входом компаратора. На этот же вход компаратора подаётся выходной ток цифро-аналогового преобразователя, управляемого регистром последовательного приближения. Таким образом, АЦП обеспечивает преобразование в код суммы напряжений, подаваемых на входы AI1 и AI2. При практическом использовании этого АЦП на вход AI1 подают входное напряжение Uвх, а на вход AI2 – напряжение, с помощью которого производят регулировку нуля АЦП. Управление работой АЦП К572ПВ3 осуществляется с помощью сигналов, подаваемых на входы  (выбор кристалла) и  (чтение). Переход 0/1 на входе  запускает схему сброса АЦП, потенциал 0 на входе  осуществляет запуск преобразователя при условии, что предварительно был осуществлён его сброс. Таким образом, если =0, то переход 0/1 на входе обусловит сброс и запуск преобразователя. Если же =1, то этот переход вызывает только сброс, а запуск произойдет по спаду 1/0 на входе . Выход BU (АЦП занят) принимает потенциал «нуль» тогда, когда осуществляется процесс преобразования. Данные на кодовом выходе N существуют при сочетании сигналов =0, =0, =1, если же этого сочетания нет, если же этого сочетания нет, то выход находится в высокоимпендансном состоянии.