Описание работы аналого-цифрового преобразователя

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) выполняет двенадцатиразрядное преобразование входного сигнала поступающего с ФНЧ и управляется по последовательной шине SPI. Сигнал инициализация GSI преобразования/готово (пуск АЦП/конец преобразования) поступает на вход CONV c БГР от микроконтроллера. Поток преобразованных данных поступает от АЦП с выхода DATA к микроконтроллеру через БГР по последовательной SPI шине. Преобразование аналогового непрерывного сигнала в цифровой сигнал реализуется в данном АЦП методом последовательного приближения. Зависимость цифрового кода от входного напряжения показана на рисунке 6.3.

Рассмотрим работу АЦП, внутренняя структура которого приведена на рисунке 6.4.

По последовательному интерфейсу SPI приходят два сигнала: сигнал синхронизации SCK и сигнал CONV пуск/конец преобразования АЦП с.

Рисунок 6.3 — Зависимость х=f (U) задержкой 5мкс относительно SCK.

Внутренний регистр последовательного приближения начинает увеличивать содержимое своего счетчика на единицу и выставляет количество подсчитанных импульсов на входы внутреннего цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) до тех пор пока напряжение на выходе ЦАП не совпадет с измеряемым аналоговым сигналом.

Рисунок 6.4 — Внутренняя структура АЦП.

О совпадении сигналов свидетельствует изменение состояния на выходе компаратора, которое подается на регистр последовательного приближения, и приводит к остановке счетчика, и генерации сигнала CONV конец преобразования, передаваемый микроконтроллеру. Подсчитанное количество импульсов эквивалентное аналоговому сигналу передается в последовательный интерфейс, которые будут выданы с выхода DATA по линии SO микроконтроллеру. Временная диаграмма работы АЦП приведены на рисунке 6.5.