Интегратор

Интегрирующие цепи предназначены для интегрирования во времени электрических входных сигналов. Величина выходного сигнала в общем виде описывается уравнением

,(42)

где - начальное значение выходного сигнала в момент времени t = 0;

k - коэффициент пропорциональности.

Простейшей пассивной линейной интегрирующей цепью является четырехполюсник, состоящий из RC - элементов (рис. 21).

Рисунок 21 - Пассивная линейно интегрирующая RC цепочка и зависимость входного напряжения от выходного

При подаче прямоугольного импульса с идеальными фронтами на интегрирующую RC цепь выходное напряжение нарастает по экспоненциальному закону:

(43)

где .

Так как накопление сигнала будет большой величиной, т.е. время интегрирования, то уместнее использовать цифровой интегратор. Что также нам позволит упростить регулировку этого значения.

Интегрирующие аналого-цифровые преобразователи имеют минимальное число необходимых точных компонентов, высокую помехоустойчивость, отсутствие дифференциальной нелинейности, низкую стоимость. Эти свойства интегрирующих АЦП определили их широкое применение для построения измерительных приборов и систем невысокого быстродействия (от одного измерения до нескольких тысяч в секунду), для которых в качестве основных выступают требования высокой точности и нечувствительность к помехам.

Интегрирующий АЦП, как правило, состоит из двух преобразователей: преобразователя напряжения или тока в частоту или длительность импульсов и преобразователя частоты или длительности в код.

Упрощенная схема АЦП, работающего в два основных такта (АЦП двухтактного интегрирования), приведена на рис. 22.

Рисунок 22 - Упрощенна схема АЦП двухтактного интегрирования

Преобразование проходит две стадии: стадию интегрирования и стадию счета. В начале первой стадии ключ S1 замкнут, а ключ S2 разомкнут. Интегратор И интегрирует входное напряжение Uвх. Время интегрирования входного напряжения t1 постоянно; в качестве таймера используется счетчик с коэффициентом пересчета Kсч, так что

(44)

К моменту окончания интегрирования выходное напряжение интегратора составляет

(45)

где Uвх.ср. - среднее за время t1 входное напряжение.

После окончания стадии интегрирования ключ S1 размыкается, а ключ S2 замыкается и опорное напряжение Uоп поступает на вход интегратора. При этом выбирается опорное напряжение, противоположное по знаку входному напряжению. На стадии счета выходное напряжение интегратора линейно уменьшается по абсолютной величине, как показано на рис. 23.

Рисунок 23 - Временные диаграммы АЦП двухтактного интегрирования

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Еще статьи по теме

Проектирование делителя частоты цифровых сигналов с постоянным коэффициентом деления
Электроника представляет собой бурно развивающуюся отрасль науки и техники. Она изучает физические основы и практическое применение различных электронных приборов. Часто при использовании преобразовательных или измери ...

Разработка универсальной микропроцессорной системы сбора сигналов с заданными параметрами
В металлургии одной из проблем на пути повышения качества производимого продукта, является проблема обнаружения шлака в струе металла, переливаемого из одной емкости в другую (из конвертора или печь-ковша в сталь-ковш, из ста ...

Главное меню

© 2020 / www.techsolid.ru