fl
ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
1}
Геннадий Ш трапенин
г. Екатеринбург
,
/
Аналого-цифровые преобразователи
общего применения
фирмы N atio n al Sem iconductor
Штрапенин Геннадий Львович.
Тел. сл. (343) 35 8 5 5 3 9
E -m ail:
g sh tra p e n in @ e le ctro n . u su rt. ru
Кандидат ф изико-матем атичес-
ких наук, доцент каф едры эл е к- .
тр оники У р а л ьско го го суд а р -
ственного университета путей
сообщения.
Аналого-цифровые преобразовате-
ли (АЦП) - это электронные устрой-
ства, преобразующие входные ана-
логовые сигналы электрических ве-
личин, в большинстве случаев На-
пряжения, в выходные цифровые
сигналы в виде, пригодном для пос-
ледующей их обработки в микро-
процессорных и других цифровых
устройствах.
Ф ирма
N ational
Semiconductor является одним из
ведущих мировых производителей
интегральных микросхем (ИМС)
АЦП различных типов [1], номенк-
латура которых насчитывает более
100 наименований. В данной статье
мы рассмотрим ИМС АЦП общего
применения (стандартные - по тер-
минологии фирмы) с максимальной
частотой преобразования до 1,5 МГц,
сочетающие в себе весьма высокие
характеристики при сравнительно
небольшой стоимости.
Основные электрические пара-
метры современных АЦП [2] можно
условно разделить на статические,
характеризующие величины вход-
ных и выходных сигналов, разреша-
ющую способность преобразовате-
ля, погрешности преобразования
постоянного напряжения, темпера-
турную нестабильность и другие, а
также динамические, определяю-
щие время и максимальную часто-
ту преобразования, шумовые и дру-
гие характеристики. Важную роль
играют также конструктивные пара-
метры АЦП - архитектура* количе-
ство каналов, тип выходного интер-
фейса, наличие внутреннего такто-
вого генератора и источника опор-
ного напряжения, варианты испол-
нения корпуса. В технических опи-
саниях и руководствах по примене-
нию интегральных АЦП обычно ис-
пользуются следующие основные
электрические параметры в поряд-
ке значимости [3]:
1. Разрядность (Resolution) - из-
меряется в битах и определяет мак-
симальное число кодовых комбина-
ций на выходе АЦП, характеризуя его
с точки зрения достижимой точнос-
ти преобразования. Используется
также обратная величина - разреша-
ющая способность, измеряемая в
процентах или децибелах. Например,
12-разрядный АЦП имеет разреша-
ющую способность
1/4096 или
0,0245% от полной шкалы, что соот-
ветствует -72,2 дБ.
2.
Время
преобразования
(Conversion Time) - измеряемся в мкс
и определяет интервал времени от на-
чала преобразования до появления на
выходе АЦП устойчивого кода выход-
ного сигнала. Для некоторых АЦП это
время зависит от величины входного
сигнала.
3. Максимальная частота преобра-
зования (Speed) - измеряется в МГц
(MSPS) и определяет наибольшую ча-
стоту, с которой возможно преобра-
зование входного сигнала, при усло-
вии, что величины погрешностей не
выходят из заданных пределов.
4. Число каналов.
5. Диапазон напряжения входно-
го сигнала (Vin).
6. Максимальное (M axSupply
Voltage) и минимальное (MinSupply
Voltage) напряжения питания.
7. Максимальная рассеиваемая
мощность (Power Dissipation).
8. Интегральная нелинейность
(INL) - измеряется в процентах от пол-
ной шкалы или единицах младшего
разряда - EMP (Least Significant Bit -
LSB) и характеризует отклонение ре-
альной характеристики преобразова-
ния от идеальной во всем диапазоне
входного сигнала.
9. Дифференциальная нелиней-
ность (DNL) - также измеряется в
процентах или EMP (LSB) и характе-
ризует разность напряжений между
данным и средним значением кванта
преобразования.
10. Отношение сигнал/шум (Signal
to Noise Ratio - SNR) - измеряется в
дБ и равно отношению среднеквадра-
тического значения входного сигнала
к среднеквадратическому значению
шума, который определяется как сум-
ма всех остальных спектральных ком-
понент, включая гармоники, но исклю-
чая постоянную составляющую, для
входного сигнала (-1 дБ) от полной
шкалы. Для идеального АЦП SNR =
(6.02N +1,76) дБ, где N - разрядность
АЦП. Например, для идеального 12-и
разрядного АЦП SNR = 74 дБ.
11. Суммарный коэффициент гар-
моник (Total Harmonic Distortion - THD)
- это отношение среднеквадратичес-
кого значения суммы высших гармо-
ник к среднеквадратическому значе-
нию основной гармоники, выражен-
ное в децибелах. Определяется по
формуле THD=1 Olog[(V/+V32+.
..)A/12].
12. Отношение сигнал/(шум + ис-
кажения) (Signal to Noise and Distortion
- SINAD) - также измеряется в дБ,
(шум + искажения) - это среднеквад-
ратическое значение суммы всех со-
ставляющих сигнала вплоть до 1/2 ча-
стоты дискретизации, кроме основной
гармоники и постоянной составляю-
щей. Определяется по формуле
SINAD = 10log[1/(10SNR/10+ Ю1™ 0)].
13. Эффективное число разрядов
(ENOB) - другой метод расчета от-
ношения сигнал/шум. ENOB, дБ =
(SINAD - 1,76)/6,02, где SINAD - ре-
альное значение отношения сигнал/
(шум + искажения) в дБ для конкрет-
ного АЦП.
14. Диапазон рабочих темпера-
тур (Tmin, Tmax). Принята следую-
щая система обозначения темпера-
турных диапазонов: С (Commercial)
- от 0 °С до +70 °С, I (Industrial) от
-2 5 °С или -4 0 °С до +85 °С и М
(M ilitary) от -5 5 °С до +125°С.
L) Радиолюбитель - 0 4 /2 0 0 7
предыдущая страница 66 Радиолюбитель 2007-04 читать онлайн следующая страница 68 Радиолюбитель 2007-04 читать онлайн Домой Выключить/включить текст