Автоматизация сбора и первичной обработки информации

49 3.8. Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи Последним и главным звеном измерительного канала УСД является аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Часто в АЦП составной частью входит цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Область применения цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей очень обширна (рис. 3.38). На практике возникает необходимость преобразования аналоговых величин, представленных электрическими сигналами (напряжение, ток и т.д.) и сигналами неэлектрической природы (акустические, угол поворота и т.д.). Наибольшее распространение находят цифровые преобразователи (ЦП), в которых аналоговая величина представлена напряжением. Преобразователи напряжения в код (ПНК) и кода в напряжение (ПКН) применяются при цифровой обработке аналоговых сигналов любой природы, так как приведение любой физической величины к представлению ее в виде напряжения, как правило, не вызывает проблем. Рис. 3.38 Функция преобразования ЦП представлена на рис. 3.39. На графике аналоговая величина х преобразуется АЦП в цифровой эквивалент N ( x ) (у ЦАП порядок преобразования – обратный). На данном рисунке ниже функции преобразования показана погрешность квантования (аналоговая величина, соответствующая единице младшего разряда (ЕМР) ЦП и характеризующая его разрешающую способность, обозначается через q ). Характеристиками ЦП являются: абсолютная погрешность квантования max 0,5 q q   ; относительная погрешность max 0,5 q x   ; приведенная погрешность квантования max 0,5 v q N  , где max 2 1 n N   . Рассмотрение цифровых преобразователей начнем с рассмотрения ЦАП как наиболее простых и входящих в состав АЦП, а из всевозможных ЦАП рассмотрим, как наиболее распространенные, ПКН. 1 N ( x ) 1 q 2 q 3 q 4 q 5 q 0,5  –0,5  x x Рис. 3.39 Объект управления Датчик и ИК Органы управления Блок цифровых преобразователей АЦП ЦАП Аналог Аналог Цифра Цифра Цифра Цифра Цифра 1 1 1 1 2 2 2 2 n ЦВМ k