Применения микроэлектронных ЦАП и АЦП. Преобразователи напряжения в код (ПНК)

АЦП интегрирующего типа Содержание. Введение....................................................................................................3 АЦП с двухтактным интегрированием..................................................5 Преобразователи напряжения в код (ПНК)...........................................8 Интегрирующие ПНК.............................................................................10 Интегральные АЦП высокой точности.................................................17 Интегральные АЦП широкого применения.........................................18 Список используемой литературы........................................................20 Введение ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ ЦАП И АЦП Уровень и направления развития микроэлектронных ЦАП и АЦП в значительной степени определялись и продолжают определяться тре­бованиями к техническим и эксплуатационным характеристикам радио­электронной аппаратуры (РЭА), в которой они применяются. Эти тре­бования могут существенно различаться в зависимости от назначения, принципа действия, конструктивного исполнения и условий эксплуа­тации РЭА . Необходимость в приеме, обработке и передаче большого объема информации в реальном масштабе времени при решении задач радиоло­кации, телевидения, исследования быстропротекающих процессов в раз­личных установках привела к созданию быстродействующих и сверхбы­стродействующих интегральных микросхем (ИС) ЦАП и АЦП. Решение проблем связи потребовало разработки многоканальных преобразовате­лей. Прецизионные измерения, сейсморазведка, создание автоматизиро­ванных систем управления станками, уникального технологического и испытательного оборудования, аппаратуры высококачественной зву­козаписи и звуковоспроизведения, многих медицинских приборов было бы невозможно без использования ИС ЦАП и АЦП с высокой разреша­ющей способностью. Жесткие требования по энергопотреблению и массогабаритным показателям, предъявляемые к сортовой РЭА, удовлетво­ряются за счет применения микромощных и функционально закончен­ных преобразователей, не требующих для своей работы дополнительных внешних дискретных элементов и ИС. Для народного хозяйства жела­тельно иметь номенклатуру дешевых преобразователей, не обладающих рекордными значениями электрических параметров и эксплуатационных характеристик. Микросхемы ЦАП и АЦП, устойчивые к воздействию различных внешних факторов, находят применение в РЭА специального назначения. За последнее десятилетие в мире создано более сотни типов ИС ЦАП и АЦП, отличающихся по функциональному составу и назначе­нию, конструктивным, электрическим и эксплуатационным характери­стикам. Известно их применение совместно с микропроцессорами (МП) и микроЭВМ в составе устройств сопряжения с объектами и интерфей­са, а также использование в качестве самостоятельных функциональ­ных элементов в узлах и блоках РЭА. Основные электрические и конструктивные параметры ИС ЦАП, АЦП наилучшим образом харак­теризуют свойства самих преобразователей и через функции связи поз­воляют оценить достигаемые технические характеристики РЭА. Рис.1 Структурная схема речевого терминала Микросхемы ЦАП и АЦП широко применяются в интерактивных средствах обмена информацией между оператором и ЭВМ, а также ба­зой данных информационных систем. К таким средствам относятся ре­чевые терминалы (РТ), в которых АЦП используются для организации ввода-вывода информации в подсистеме распознавания слуховых обра­зов, а ЦАП — в подсистеме синтеза речи (рис. 1). Помимо АЦП, ЦАП, фильтра низкой частоты (ФНЧ) и полосового фильтра (ПФ) на схеме показаны пять модулей на основе микропроцессоров (МП). В мо­дуле анализа и кодирования (МАК) речевого сигнала цифровая обра­ботка сигнала выполняется методами дифференциальной импульсно-кодовой модуляции и выделения параметров на базе линейного предсказания. В модуле синтеза и восстановления (МСВ) осуществляется обратная операция — декодирование речевого сигнала в соответствии с заданной процедурой. Модуль распознавания образа (МРО) построен на матрич­ной БИС и выполняет параллельную обработку вектора параметров ре­чевого сигнала. Для подключения РТ к информационной системе исполь­зуются модули протоколов нижнего и верхнего уровней (МПУ) для пе­редачи в цифровой форме образов речи или команд. Области применения интегрирующих преобразователей отличаются некоторой спецификой, связанной с принципом их работы и набором ос­новных электрических параметров. Так, результат преобразования в ин­тегрирующих АЦП часто представляется в десятичном коде , что удобно для применения в цифровых мультиметрах, щитовых приборах, электронных термометрах и др. Интегрирующие ЦАП типа частота — напряжение характеризуются диапазоном частот входного сигнала и уровнем нелинейности преобразования на заданных частотах. Низкий уровень шумов, обеспечиваемый интегрирующими АЦП в процессе преобразования аналоговых сигналов, делает их незаменимыми для применения в щитовых приборах, мультиметрах, цифровых термометрах и т.п. Не менее разнообразны области применения преобразователей час­тота напряжение (ПЧН). Они используются в системах измерения скорости и торможения автомобилей, измерителях ухода частоты несу­щей, генераторах управляемого напряжения, высокоточных накопителях информации, помехоустойчивых системах передачи данных, временных устройствах, фильтрах низкой частоты, измерительных каналах с час­тотно-импульсной модуляцией, прецизионных АЦП и др. АЦП С ДВУХТАКТНЫМ ИНТЕГРИРОВАНИЕМ. Данные АЦП свободны от недостатка, при котором относительно низкая помехоустойчивость ограничивает их разрешающую способность на уровне 8...10 раз­рядов. Последние используют в процессе преобразования операцию интегриро­вания входного сигнала за фиксированный интервал времени. Такого типа АЦП одни из наиболее распространенных вариантов преобразова­телей с двухтактным интегрированием (рис. 2). Полный цикл его работы состоит из двух тактов. В пер­вом с помощью аналогового интегратора происходит интегрирова­ние входного напряжения за фиксированный интервал времени Т = Nмакс Δtсч, где Nмакс — емкость счетчика, определяющая разрешающую способность АЦП. В результате этой операции на интегрирующем конденсаторе накапливается заряд q1 = UBX T/RC, (7.23) где UBX — среднее значение входного напряжения за время Т. Во втором такте происходит разряд конденсатора от источника опорного напряжения Uon, который имеет полярность, противоположную входному напряжению, и подключается к интегратору с помощью переключателя Кл. Этот процесс продолжается до воз­вращения конденсатора в начальные условия (рис. 2, б), что фик­сируется компаратором. Рис. 2. Структурная схема АЦП с двухтактным интегрированием, (а) и jspe-мениые диаграммы, поясняющие его работу (б). В результате удаленный из конденсатора заряд q2 = Uont/RC, где t — время разряда конденсатора. Это время является перемен­ным, и его последующее измерение с помощью счетных импульсов с периодом следования Δtсч позволяет получить цифровой экви­валент UBX. Действительно, поскольку условием правильной работы АЦП является q2 = q2, то UBXТ/RC = Uont/RC Откуда t = UBXТ/Uon или в пересчете на количество счетных импульсов N= UBXNмакс /Uon Используя процедуру двойного интегрирования, этот тип АЦП приобретает важные свойства. Во-первых, интегрирование входного сигнала приводит к его усреднению и сглаживанию всех быстрых по сравнению с временем интегрирования помех, наводок и шумов.Интегрирование сигнала за время T эквивалентно его фильт­рации с помощью фильтра низких частот, имеющего частотную ха­рактеристику. Эта характеристика поз­воляет определить степень подавления различных частотных состав­ляющих, присутствующих на входе интегратора, если величину tстр заменить на Т. В частности, легко видеть, что если выбрать ин­тервал интегрирования Т кратным периоду частоты питающей сети, например, 50 Гц, то на этой частоте будут полностью подавляться наводки проходящие по цепям питания и являющиеся одним из, факторов, ограничивающих точность АЦП. В терминах теории об­работки сигналов сказанное можно трактовать как увеличение от­ношения сигнал/помеха на выходе интегратора, а поскольку это отношение является критерием помехозащищенности, то этот ре­зультат означает повышение помехоустойчивости АЦП, исполь­зующих интегрирование входного сигнала. Во-вторых, интегрирование входного сигнала приводит к умень­шению динамических погрешностей АЦП, связанных с изменением сигнала в процессе преобразования. В частности, исчезают состав­ляющие динамической погрешности, обусловленные нечетными производными входного сигнала. В-третьих, использование двухтактного интегрирования поз­воляет компенсировать ряд составляющих статической погрешно­сти и существенно увеличивать общую точность преобразования. К этим составляющим относятся погрешности буферного усилителя, возникающие за счет изменения коэффициента усиления и синфазного сигнала, погрешности интегратора, обусловленные изменением постоянной времени интегратора, и дрейфы этих составляющих, если их скорость такова, что за время одного преобразования ими можно пренебречь. Быстродействие АЦП с двухтактным интегрированием опре­деляется при заданном числе разрядов, т. е. значении Nмaкс, часто­той счетных импульсов fсч. Выбор последней в значительной мере ограничивается временем включения компаратора. Это связано с тем, что, например, для 12-разрядного АЦП с максимальным вход­ным напряжением 2 В шаг квантования имеет значение около 500 мкВ. При этом компаратор должен обладать чувствительностью порядка 100 мкВ. Как отмечалось в гл. 5, высокочувствительные интегральные компараторы имеют типичные времена включения порядка 200 нc при перевозбуждениях 5 ... 10 мВ. При уменьшении напряжения перевозбуждения эти времена существенно увеличи­ваются и могут достигать нескольких микросекунд. Поэтому пра­вильный выбор компаратора является важным моментом проек­тирования АЦП с двухтактным интегрированием и прецизионных АЦП вообще. Когда ни один из выпускаемых промышленностью компараторов не подходит по чувствительности, можно рекомендо­вать метод увеличения их чувствительности или применять компаратор на основе операционного усилителя с соответствующим коэффициентом усиления в разомкну­том состоянии. Но в любом случае надо знать время вклю­чения при требуемом перевозбуждении. Если эти данные отсутст­вуют, их надо получить экспериментально. Обычно частоту fсч выбирают в диапазоне 10... 100 кГц. При Nмaкс = 4096 это обуслов­ливает, например, время преобразования'40...400 мс. Таким образом, высокие точностные характеристики АЦП с двухтактным интегрированием получаются за счет невысокого бы­стродействия и основной областью их применения являются цифро­вые, вольтметры постоянного напряжения, а также системы обработ­ки данных, оперирующие с постоянными или медленно изменяющими­ся сигналами. Составляющими статической погрешности АЦП с двухтактным интегрированием являются: -нестабильность источника опорного напряжения со всеми ее составляющими, которая непосредственно пересчитывается в погрешность АЦП; -нестабильность частоты счетных импульсов, влияющих на коэффициент передачи преобразователя; -напряжения смещения буферного каскада, интегратора и компаратора и их дрейфы; -нелинейность интегратора, которая определяется коэффициентом усиления операционного усилителя в разомкнутом состоянии. Для высокоточных АЦП с двойным интегрированием необходи­мо учитывать такие дополнительные составляющие, как: -нелинейность буферного каскада, обусловленную изменением коэффициента ослабления синфазной составляющей в диапазоне изменения входного сигнала; -потери в интегрирующем конденсаторе, происходящие за счет явления абсорбции, как это имеет место в точных устройствах выборки и запоминания; -шумы, проходящие на вход от различных плохо контролируемых факторов; -составляющие, связанные с неидеальностыо используемых аналоговых ключей, и другие эффекты, зависящие от конкретного схемного выполнения аналоговой части АЦП. В тех случаях, когда не удается удовлетворительно распреде­лить составляющие статической погрешности между отдельными элементами и выполнить требования, предъявляемые к допустимой погрешности преобразования, используют методы автоматической коррекции, в первую очередь смещения нуля. Дальнейшим развитием метода двухтактного интегрирования является метод четырехтактного интегрирования, совмещенный с коррекцией некоторых видов погрешностей. Отметим также, что АЦП с двухтактным интегрированием благодаря высоким точностным характеристикам, простоте струк­турной схемы и хорошей реализуемости на ИС нашли широкое при­менение. На основе метода двухтактного интегрирования созданы преобразователи с числом разрядов от 8 до 16 при временах преоб­разования от единиц до сотен миллисекунд. Достижением послед­них лет является разработка АЦП с двухтактным интегрированием в виде двух БИС, одна из которых содержит аналоговую часть, а вторая - цифровую. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД. Во многих случаях под термином АЦП понимают преобразователи напряжения в код (ПНК). Преобразователи напряжения в код имеют наиболь­шее распространение среди всех видов АЦП. Когда начались разработки первых ПНК, к этой работе были привлечены большие группы специалистов, ранее рабо­тавших в других областях техники. Естественно, что все они при освоении новой области техники стремились использовать свой опыт. Это привело к большому, разно­образию видов ПНК и схемных вариантов их построе­ния. Так, например, специалисты, имевшие опыт в обла­сти радиолокации и импульсной техники, стремились построить ПНК на базе импульсных схем: генераторов линейно-изменяющегося напряжения, амплитудных компараторов и т.п., что привело к появлению ПНК, по­строенных по классическому методу последовательного счета. Рис. 3. Преобразователь напряжения в код последовательного а- схема ПНК со ступенчатым пилообразным напряжением; б- схема ПНК временная диаграмма работы ПНК с преобразованием напряжения во время счета с промежуточным преобразованием напряжения во временной интервал; в- временной интервал; г-схема двухкомпараторного ПНК. Согласно алгоритму последовательного счета, при классическом исполнении этого метода необходим всего один эталон, равный кванту, причем этот эталон используется многократно при уравновеши­вании входной аналоговой величины. В чистом виде этот метод использован в схеме ПНК со ступенчатым пило­образным напряжением (рис.3,а). Импульс начала цикла преобразования, который в дальнейшем будем называть импульсом запуска, через элемент И поступает на счетчик. Так как все разряды счетчика соединены с разрядами ПКН, то напряжение на выходе ПКН Uпкн увеличивается по ступенчатому пилообразному закону, причем ступень равна кванту, т. е. соответствует едини­це младшего разряда. При этом не учитывается наличие сквозного переноса как в счетчике, так и в ПКН. Фак­тически во время сквозного переноса происходит крат­ковременное уменьшение выходного напряжения ПКН, а затем устойчивый переход этого напряжения на новый уровень, на квант превышающий прежний. Напряже­ние Uпкн будет изменяться по ступенчатой кривой до момента срабатывания схемы сравнения СС, которая за­кроет элемент И, когда Uпкн =Ux. При этом код Nx на счетчике будет соответствовать входному напряжению Указанный метод построения ПНК редко использу­ется для преобразования напряжения, поступающего только по одному каналу, так как этот тип ПНК имеет малое быстродействие и требует большего объема обо­рудования по сравнению с другими типами. Ос­новное применение ПНК со ступенча­тым пилообразным напряжением -многоканальные преобра­зователи напряжения в код. Все остальные виды ПНК последовательного счета используют проме­жуточное преобразование входного напряжения в какую-либо другую аналоговую величину. В качестве таких промежуточных величин чаще всего используется вре­менной интервал и, реже, частота. Тип ПНК, построенных по классическому методу последовательно­го счета, широко использовался в 40-х и 50-х годах, но в настоящее время применяется все ре­же. Это связано с тем, что рост уровня интеграции и как следствие этого выпуск серийных больших интегральных микросхем, выполняющих функции основных узлов ПНК, уменьшили весомость такого показателя, как объем аппаратуры, по которому ПНК последовательного счета , имели известное преимущество перед другими видами ПНК. Так как по остальным параметрам и характеристи­кам ПНК, построенные по методу последовательного сче­та, не имеют преимуществ перед другими видами ПНК, а по быстродействию они значительно хуже всех осталь­ных видов ПНК, то становится естественным отказ от применения ПНК последовательного счета в современ­ных системах и устройствах. Интегрирующие ПНК. Итак, интегрирующие ПНК представляют собой особый класс ПНК последовательного счета, обеспечивающих высокие помехоустойчивость и точность. Известно, что для снижения влияния шума, содержащегося в входном сигнале, могут быть использованы известные в радио­технике способы выделения полезного сигнала из смеси сигнала и шума. Методы улучшения отношения сиг­нал/шум путем установки оптимальных фильтров и кор­реляторов для ПНК обычно мало приемлемы, так как эти устройства вносят дополнительную погрешность и не позволяют создать ПНК высокой и даже средней точ­ности. Таким образом, основная цель — повышение точ­ности ПНК, не будет достигнута. Наибольшее распространение в ПНК и особенно в цифровых измерительных приборах нашел метод анало­гового интегрирования, при котором в ПНК осуществля­ется оптимальная обработка смеси входного сигнала и шума. Как известно, отношение сигнал/шум при интег­рировании растет за счет того, что статистические харак­теристики сигнала и шума различны " для интервала интегрирования. Для этого интервала сигнал можно счи­тать детерминированным, а шум — случайным процес­сом. Таким образом, для создания помехоустойчивого ПНК нужно вместо непосредственного преобразования входного сигнала проинтегрировать его в процессе пре­образования. На рис. 4, а приведена схема простейшего интегри­рующего ПНК. Импульс запуска переводит триггер Тг в состояние 1, что приводит к открыванию ключа К, через который входное напряжение Ux подается на вход интег­ратора Инт, и к началу счета импульсов ГИ, поступаю­щих на счетчик через элемент И. Выходное напряжение интегратора Uинт = U0 + 1/(RC)экв uxdt, где Uo— начальное (исходное) напряжение на выходе интегратора; Т—период интегрирования; (RC)экв — эк­вивалентная постоянная времени интегратора. Выходное напряжение интегратора подается на один из входов схемы сравнения СС, на второй вход которой Рис. 4. Интегрирующие ПНК. а — схема простейшего варианта интегрирующего ПНК; б — схема ПНК с компенсационным интегрированием; в —временные диаграммы работы ПНК с компенсационным интегрированием подается постоянное компенсирующее напряжение UK. Схема сравнения сработает, когда Uинт=Uк, при этом входное напряжение Ux отключится от входа интеграто­ра и прекратится счет импульсов генератора ГИ в счет­чике. Если пренебречь погрешностями интегратора и других элементов ПНК (т. е. идеализировать ПНК), то мож­но считать, что код, получившийся в счетчике. В то же время приращение выходного напряжения интегратора Подставив значение Т, получим: Из описания работы простейшего интегрирующего ПНК видно, что он имеет повышенную помехоустойчи­вость, так как отношение сигнал/шум повышается в про­цессе интегрирования. В остальном же в данном типе ПНК сохраняются все виды систематических и случайных погрешностей, присущих ПНК последовательного счета. Кроме того, в данном типе ПНК необходимо перед на­чалом измерения приводить выходное напряжение ин­тегратора к уровню UO. Крупным недостатком является также обратно пропорциональная зависимость между входным напряжением и выходным кодом. Значительно более совершенным является метод компенсационного интегрирования, предложенный в 1960 г. советскими инженерами В. Г. Беляковым и Е. В. Добровым. На базе этого метода в последние годы как в СССР, так и за рубежом был создан ряд цифровых измерительных приборов высокого класса точности. Рассмотрим работу ПНК с компенсационным интегрированием. Схема такого ПНК приведена на рис. 4, б, а временные диаграммы — на рис. 4, в. Импульс запу­ска поступает на ПНК в момент времени, t0 и, воздейст­вуя на триггер Тг1 с его помощью открывает ключ К1, после чего преобразуемое напряжение Ux подается на вход интегратора Инт. Выходное напряжение интегра­тора изменяется по следующему закону: Выходное напряжение интегратора подается на один из входов схемы сравнения СС, на второй вход которой подается постоянное напряжение U0. До начала интегри­рования UинтK1Ux, где К1 и К2—коэффициенты пере­дачи интегратора соответственно по первому и второму входам. Поэтому сразу после подачи импульса генератора ГИ напряжение Uинт начнет уменьшаться в течение всей длительности импульса . После окончания импуль­са ГИ напряжение Uинт вновь начнет расти, т. е. цикл интегрирования повторится. В установившемся режиме суммарное приращение напряжения на выходе интегра­тора за единичный цикл интегрирования Tинт равно ну­лю, т. е. и Следовательно, частота следования импульсов ГИ а число импульсов, прошедшее на счетчик за фиксиро­ванный временной интервал Тф, Видно, что показания счетчика будут про­порциональны входному напряжению при постоянных значениях сопротивлений резисторов R1 и R2 и постоян­ных параметрах импульсов ГИ. Заметим, что оба слагае­мых являются определенными интегралами, из­меряемыми в вольт-секундах, умноженными на коэф­фициенты передачи интегратора по соответствующему входу. Отсюда следует, что каждый сформированный импульс ГИ по площади, выраженной в вольт-секундах, равен площади входного напряжения за время Tинт, вы­раженной также в вольт-секундах. Именно это свойство позволяет использовать ПНК такого типа в качестве аналого-цифрового интегратора, причем не только по­стоянных, но и изменяющихся сигналов. Так как в данном ПНК происходит интегрирование входного сигнала, то помехи, содержащиеся во входном сигнале, уменьшаются, как и в других типах интегри­рующих ПНК. Для лучшего подавления помех, поступа­ющих по цепям питания, длительность Тф целесообразно брать равной периоду питающего напряжения. При этом в соответствии со значением длительности Тф необходи­мо изменять и период поступления импульсов ГИ. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ АЦП ВЫСОКОЙ ТОЧНОСТИ. Основные усилия в области создания интегральных АЦП высокой точности направлены на разработку различных вариантов АЦП с двухтактным интегрированием. Главной проблемой при этом яв­ляется уменьшение погрешности, обусловленной напряжением сме­щения используемых компараторов и операционных усилителей. Для ее решения проще всего использовать автоматическую коррек­цию напряжения смещения. При разработке интегральных АЦП этого типа получили распространение аналоговый и цифровой методы коррекции смещения нуля. Представляет интерес аналоговое устройство коррекции, примененное в 16-разрядном АЦП с двухтактным интегрированием, разработанном фирмой Intersil (рис.6). Рис. 6. Схема аналоговой коррекции напряжения смещения в АЦП с двух­тактным интегрированием. АЦП состоит из двух ИС: 8052, в которой реализован аналоговый процессор вместе с цепью коррекции смещения нуля, и 7103, в которой выполнен циф­ровой процессор. Для коррекции нуля в каждом периоде преобра­зования выделяется специальный (нулевой) такт, в течение которого на вход АЦП подается аналоговая земля и накопительный конденсатор Ском «запоминает» напряжение, которое имеет место на вы­ходе аналогового процессора. Далее это напряжение используется как условный нуль, относительно которого происходит интегриро­вание входного и опорного сигналов. Такая коррекция позволила уменьшить напряжение смещения до 2,5 мкВ и получить один из наиболее точных интегральных АЦП с разрешающей спо­собностью, соответствующей 16 двоичным разрядам при входном напряжении ±2 В. Время преобразования 330 мс. При уменьшении числа разрядов АЦП двухтактного интегрирования до 12 время пре­образования можно уменьшить до 20 мс. Цифровой метод коррекции нашел свое воплощение в АЦП типа AD7550 фирмы Analog Devices, в котором применен метод четы­рехтактного интегрирования. Суть этого метода состоит в том, что два первых такта работы такого АЦП (интегрирование входного и опорного напряжений) происходят при подаче на его вход аналоговой земли, в результате на выходе АЦП будет иметь место цифровой код, соответствующий его напряжению смещения. Этот код запоминается в специальном регистре на время выполне­ния двух последующих тактов интегрирования входного и опорного сигналов. Результат последнего интегрирования корректирует­ся с учетом этого кода, хранящегося в регистре. Применение циф­ровой коррекции позволило выполнить весь АЦП, включая компа­раторы и интеграторы, по КМОП-технологии, несмотря на то, что такие компараторы и интеграторы имеют худшие характеристики по напряжению смещения и температурным дрейфам по сравнению с аналогичными элементами на биполярных и полевых транзисто­рах. АЦП типа AD7550 выполнен на одном кристалле и имеет раз­решающую способность 13 двоичных разрядов (включая знак), при времени преобразования 40 мс. Преобразователь совместим с микропроцессорами. Рис. 9.4. Структурная схема АЦП двухтактного интегрирования с микропроцессором. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ АЦП ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Разработка первых интегральных АЦП знаменует собой появле­ние АЦП нового поколения и превращение их в такие же элементы массового производства и широкого применения, какими являются цифровые БИС и микропроцессоры. Проблемы, которые возникают при этом, связаны с разнородностью структурных схем АЦП, содержащих как цифровые, так и аналоговые схемы, с необходимостью выполнять логические и арифметические операции над сигналами, с ограниченными размерами кристаллов и их способностью рассеивать мощность, с трудностями применения в одном кристалле разных типов интегральных технологий, с обеспечением высоких точностей и быстродействия. Поэтому большая часть разработанных интегральных АЦП использует преимущества МОП- технологии и выполнена на основе разновидностей последова­тельных алгоритмов (счетных методов). Рассмотрим- некоторые ха­рактерные примеры интегральных АЦП широкого применения. Одним из первых интегральных АЦП является преобразователь фирмы Siliconics, выполненный на двух ИС LD111 и LD110. Этот преобразователь представляет собой разновидность АЦП интегри­рующего типа, работающего по методу квантованной обратной связи, в котором благодаря совмещению операций интегрирования вход и опорного сигналов несколько упрощена схемная реализация и получены высокая линейность и меньшая чувствительность к дрейфу частоты счетных импульсов и погрешностям компаратора. Все аналоговые функции сосредоточены в кристалле аналогового процессора LD111, в котором использованы как биполярные, так и p-канальные МОП- транзисторы. Цифровой процессор LD110 выполнен по КМОП- технологии. Преобразователь имеет погреш­ность на уровне разрешающей способности, соответствующей 12 раз­рядам, его полное время преобразования составляет 83 мс. Если в системе, использующей указанный АЦП, имеется мик­ропроцессор, то он может реализовать функции цифрового процес­сора LD110 при условии, что выполняются требования логической и электрической совместимости с ним АЦП (рис. 7). рис. 7. структурная схема АЦП с квантованной обратной связью на основе аналогово процессора LD111, управляемого микропроцессором MC6800. Программа работы такого АЦП несколько сложнее, чем у рассмотренного пре­образователя с двухтактным интегрированием. Кроме того, надо иметь в виду, что микропроцессор занят основным вычислительным процессом даже во время установки нуля. В тех случаях, когда главным является низкая стоимость аппа­ратуры, АЦП выполняют по методу однократного интегрирования, например, на основе ИС типа TL505, в которой сосредоточена его аналоговая часть (фирма Texas Instruments). Все логические функ­ции такого АЦП осуществляются микропроцессором TMS1000, с которым аналоговая часть соединена всего тремя проводами. Пре­образователь, имеет разрешающую способность 10 разрядов, время преобразования 500 мс. Список используемой литературы: 1. Бахтияров Г. Д. «Аналого- цифровые преобразователи», М.: Советское радио, 1980 г. 2. Гиттис Э. И., Пискунов Е. А. «Аналого-цифровые преобразователи », учебное пособие, М.: Энергоиздат, 1981 г. 3. Ямный В. И. «Аналого-цифровые измерительные преобразователи напряжений в широком динамическом диапозоне », Минск: изд-во БГУ 1980 г. 4. Федорков Б. Г., Телец В. А. «Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи» М.: Ради и связь, 1980 г.