Номер вывода
Наименование
Назначение
1
AIN4
Аналоговый вход 4
2
AIN3
Аналоговый вход 3
3
AIN2
Аналоговый вход 2
4
AIN1
Аналоговый вход 1
5
REF OUT
Выход внутреннего опорного напряжения: +2.5В
6
DBO
Бит 0 выхода
7
DB1
Бит 1 выхода
8
DB2
Бит 2 выхода
9
DB3
Бит 3 выхода
10
RD
Управляющий бит доступа к данным и начала преобразования
11
INT
Сигнал индикации завершения преобразования
12
GND
Земля
13
Vref-
Нижняя граница входного сигнала
14
Vref+
Верхняя граница входного сигнала
15
RDY
Выходной сигнал готовности для микро- процессора. Принимает значение логического нуля, когда CS активен, и переходит в третье состояние по окончанию преобразования.
16
CS
Выбор микросхемы (кристалла)
17
DB4
Бит 4 выхода
18
DB5
Бит 5 выхода
19
DB6
Бит 6 выхода
20
DB7
Бит 7 выхода
21
A1
Бит 1 номера входного канала
22
A0
Бит 0 номера входного канала
23
NC
Не подключен
24
Vdd
Питание +5В
Таблица 10.2 отражает выбор входного канала адресными сигналами А1 и А0.
Таблица 10.2
А1
А0
Входной канал
0
Микросхема МАХ154 использует только два управляющих вывода: чтение - RD и выбор кристалла – CS. Операции чтения и преобразования инициируются низкими уровнями CS и RD, защелкивая адресные входы мультиплексора.
Функциональная схема MAX154 приведена на рисунке 10.26.
Рисунок 10.26
На входе схемы стоит четырехканальный аналоговый мультиплексор, который в зависимости от комбинации сигналов на адресных входах А0, А1 соединяет (коммутирует) один из аналоговых входов с устройством выборки-хранения, запоминающим входной сигнал и поддерживающим его практически неизменным в течении времени преобразования АЦП.
В АЦП использован «параллельно-последовательный» принцип преобразования. Два четырехразрядных параллельных АЦП служат для получения выходного 8-битного результата. Каждый из четырехразрядных АЦП содержит по пятнадцать компараторов, осуществляющих сравнение текущего значения входного сигнала с нормированными постоянными эталонными напряжениями. Величины этих напряжений зависят от значений опорных напряжений: VREF+ и VREF–, и отличаются друг от друга на величину Du, которая соответствует изменению выходного 4-разрядного ДК каждого АЦП на ±1мзр.
Вначале преобразования, используя 15 компараторов, верхний 4-битный АЦП старших 4-х разрядов сравнивает неизвестное входное напряжение с эталонными напряжениями и подает на выход 4-ре старших бита. Одновременно эти значения старших бит поступают на вход ЦАП, который формирует аналоговое напряжение, пропорциональное этому коду. Это напряжение вычитается из входного аналогового сигнала и полученная разность Du поступает на вход нижнего 4-битного АЦП, где сравнивается с эталонными напряжениями 15 компараторов для получения значений 4-х младших разрядов выходного ДК. На выходе MAX154 находится регистр-защелка с третьим состоянием, что позволяет напрямую подключать микросхему к шине данных или портам ввода.
Описание работы параллельного 4-х разрядного АЦП
Простейшая схема четырехразрядного АЦП дана на рисунке 10.26.1.
Рисунок 10.26.1
Преобразователи этого типа осуществляют одновременное квантование сигнала с помощью набора компараторов, включенных параллельно источнику входного сигнала. Пороговые уровни компараторов устанавливаются с помощью резистивного делителя, подключенного к источнику опорного напряжения UОП в соответствии с используемой шкалой квантования. Число уровней квантования, а соответственно и число компараторов для n-разрядного АЦП равно 2n-1.
При подаче на такой набор компараторов сигнала UВХ на их выходах имеет место дискретный сигнал, отображающий срабатывание отдельных компараторов. Так, например (см. рисунок 10.26.1) если входное напряжение не выходит за пределы диапазона от 2,5Du до 3,5Du (Du – шаг квантования), то компараторы с первого по третий устанавливаются в состояние 1, а компараторы с четвертого по пятнадцатый – в состояние 0. Для преобразования числа сработавших компараторов в двоичный код используется соответствующее кодирующее устройство. Состояния данного кодирующего устройства для четырехразрядного АЦП показаны в таблице 10.2.1
Таблица 10.2.1
Входное
напряжеие
Состояние компараторов
Выходной двоичный код
u*вх
К15
К14
K13
K12
K11
K10
K9
K8
K7
K6
K5
K4
K3
K2
K1
а3
а2
а1
а0
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33