Разработка и исследование методов и средств прямого преобразования мгновенного значения напряжения в код

• Автор: Палубабкин, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 05.11.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 257 c. : ил

-

ГЛАВА I. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА АЦ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

1.1. Вводные замечания

1.2. Методы квантования в АЦП мгновенного

значения сигнала

1.3. Анализ методов и устройств дискретизации мгновенного значения сигнала

1.4. Методы АЦ-преобразования

Основные результаты и выводы

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АЦП

2.1. Вводные замечания

2.2. Динамические модели АЦПДК и АЦПМД. Основные динамические характеристики
2.3. Динамические характеристики АЦП с дискретизацией квантованной величины
2.4. Условия минимизации динамической
погрешности АЦПДК
2.5. Динамические характеристики аналого-цифровых преобразователей с многократной дискретизацией квантованной величины. Условия минимизации динамической погрешности
Основные результаты и выводы
ГЛАВА 3. СТРУКТУРНЫЕ СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ
ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ АЦП
3.1. Вводные замечания
3.2. Цифровая коррекция динамической
погрешности АЦПМД
3.3. АЦПДК с опережающим квантованием
входного сигнала
3.4. Экстраполяционная коррекция динамической погрешности АЦП
Основные результаты и выводы

ГЛАВА 4. СТАТИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТЬ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ АЦП
И СПОСОБЫ ЕЕ СНИЖЕНИЯ
4.1. Вводные замечания
4.2. Анализ инструментальной погрешности АЦП
4.3. Коррекция инструментальной погрешности быстродействующих АЦП
4.4. Схемотехническое совершенствование характеристик отдельных узлов преобразователей ,,,190
Основные результаты и выводы
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКИ
БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ АЦП
5.1. Вводные замечания
5.2. АЦПМД с цифровой коррекцией погрешности
5.3. АЦПДК с опережающим квантованием
входного сигнала
Основные результаты и выводы •••
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
Документы, подтверждающие внедрение
Результаты имитационного моделирования устройства последовательной аналоговой свертки
на ЭЦВМ ЕС-1022

Актуальность работы и состояние проблемы
Ускорение технического прогресса, повыиение качества промышленной продукции немыслимо без непрерывного улучшения техники измерений, совершенствование которой должно идти опережающими темпами, поэтому в принятых ХХУ1 съездом КПСС "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 года и на период до 1990 года" подчеркивается: "Расширить производство приборов и измерительных устройств для научных исследований, контроля за расходованием топливно-энергетических ресурсов, состоянием условий труда, окружающей среды, современных медицинских приборов и аппаратуры, а также измерительной техники...".
Составной частью продукции приборостроения являются аналого-цифровые преобразователи (АЦП), область применения которых постоянно расширяется и производство наращивается. Достаточно заметить, что рост сбыта АЦП в США составляет 25 % в год [I], причем особенно интенсивно развивается производство быстродействующих преобразователей напряжение-код (ПКН) в связи с широким применением их при цифровой осциллографии, цифровой радиолокации, цифровом телевидении, цифровой обработке звуковых сигналов и других областях техники, где необходимы преобразователи с высокими техническими характеристиками: малым временем преобразования (-=100 не), широким спектром частот входного сигнала (>1 МГц), высокой частотой дискретизации (десятки и сотни МГц) и низкой погрешностью преобразования (-^0,01 %). Большая заслуга в разработке теоретических и практических вопросов аналого-цифрового

тизации, так как ее максимальное значение определяется временем, отводимым и на операцию квантования и на операцию дискретизации аналогового сигнала. Статическая точность таких устройств также невысока, вследствие того, что статическая погрешность преобразования определяется как устройством квантования, так и устройством дискретизации. Кроме того, следует отметить, что устройства, выполняемые по методам данного класса, характеризуются значительной задержкой в выдаче результата преобразования, приблизительно равной времени, отводимому на операцию квантования, что сужает область применения таких АЦП.
Дискретизаций квантованной величины. В этом классе АЦ-преобра-зования входная величина Lift) квантуется с требуемой ступенью квантования (рис.1.28,а). В результате чего получаем квантованную величину, представленную номером уровня квантования Н ft) (номер уровня квантования может быть выражен кодом). Затем текущее значение кода P(t) дискретизируется в t
L i
мент времени, получаем код, соответствующий значению величины
в момент I- . Дальнейшая классификационная схема этого класса о
АЦ-преобразования может быть продолжена по методам квантования (см.п.1.2) и методам дискретизации квантованного сигнала (см. п.1.3). Обобщенная структурная схема устройств, реализованных в данном классе, содержит последовательно соединенные квантователь (К) и дискретизатор (Д) (рис.1.28,б). В силу того, что в устройствах, выполняемых по рассматриваемым методам АЦ-преобразования, при изменяющемся сигнале из-за инерционности квантователя возникает динамическая погрешность АдК , а поскольку динамическую погрешность вносят и дискретизаторы квантованной величины Аду , то скорость изменения входного сигнала и'ft)
определится составляющими