Отслеживающий АЦП

Третий вариант темы преобразователя на основе ЦАП, на мой взгляд, является наиболее элегантным. Вместо обычного «повышающего» счетчика, управляющего ЦАП, в этой схеме используется повышающий / понижающий счетчик.

Счетчик постоянно синхронизируется, а линия управления вверх / вниз управляется выходом компаратора. Таким образом, когда аналоговый входной сигнал превышает выходной сигнал ЦАП, счетчик переходит в режим «обратного счета».

Когда выход ЦАП превышает аналоговый вход, счетчик переключается в режим «обратного отсчета». В любом случае выход ЦАП всегда учитывается в правильном направлении для трека входной сигнал.

Обратите внимание, что для буферизации двоичного счета в конце цикла не требуется сдвиговый регистр. Поскольку выход счетчика непрерывно отслеживает вход (вместо того, чтобы считать, чтобы соответствовать входу, а затем сбрасывать его обратно на ноль), двоичный выход корректно обновляется с каждым тактовым импульсом.

Преимуществом этой схемы преобразователя является скорость, поскольку счетчик никогда не сбрасывается. Обратите внимание на поведение этой схемы:

Обратите внимание на гораздо более быстрое время обновления, чем у любой другой «счетной» схемы АЦП. Также обратите внимание, как в самом начале графика, где счетчик должен был «догнать» аналоговый сигнал, скорость изменения на выходе была идентична скорости изменения первого счетного АЦП.

Кроме того, без сдвигового регистра в этой схеме двоичный выход будет фактически нарастать, а не прыгать от нуля до точного счета, как это было со счетчиком и схемами АЦП последовательного приближения.

Возможно, самым большим недостатком этой конструкции АЦП является тот факт, что двоичный выход никогда не бывает стабильным:он всегда переключается между счетами с каждым тактовым импульсом, даже при совершенно стабильном аналоговом входном сигнале. Это явление неофициально известно как покачивание битом . , и это может быть проблематично в некоторых цифровых системах.

Однако эту тенденцию можно преодолеть за счет творческого использования сдвигового регистра. Например, выход счетчика может фиксироваться через регистр сдвига с параллельным входом / параллельным выходом только тогда, когда выход изменяется на два или более шагов. Построение схемы для обнаружения двух или более последовательных отсчетов в одном и том же направлении требует некоторой изобретательности, но того стоит.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

• Таблица аналого-цифрового преобразования