Кондюкова Е. И., Редькин Б. Е.
Аналого-цифровые преобразователи систем автоматического контроля

БИБЛИОТЕКА ПО АВТОМАТИКЕ
Выпуск 248

«ЭНЕРГИЯ»
МОСКВА 1967

Редакционная коллегия: И. В. Антик, А. И. Бертинов, С. Н. Вешеневский, А. А. Воронов, Д. А. Жучков, Л. М. Закс, Н. Е. Кобринский, В. С. Малов, В. Э. Низе, О. В. Слежановский, Б. С. Сотсков, Ф. Е. Темников, А. С. Шаталов

Кондюкова Е. И. и Редькин Б. Е. Аналого-цифровые преобразователи систем автоматического контроля. Москва, «Энергия», 1967.

В книге рассматриваются вопросы преобразования непрерывной информации в цифровую для автоматических систем контроля, принципы построения преобразователей и их основные технические характеристики. Приведены схемы и конструкции приборов, применяемых в СССР и за рубежом.

Книга предназначена для инженеров и техников, работающих в области автоматического контроля, измерительной и вычислительной техники, а также студентов техникумов и вузов соответствующих специальностей.

Издательство "Энергия"

Содержание книги
Аналого-цифровые преобразователи систем автоматического контроля

Предисловие
Введение

Глава первая. Классификация и основные технические характеристики преобразователей
1. Классификация аналого-цифровых преобразователей
2. Основные технические характеристики преобразователей

Глава вторая. Требования к аналого-цифровым преобразователям
3. Выбор частоты преобразования
4. Определение необходимого времени квантования
5. Погрешность преобразования
6. Возможность многоканального преобразования

Глава третья. Принципы построения аналого-цифровых преобразователей
7. Преобразователи последовательного счета
8. Преобразователи поразрядного взвешивания
9. Преобразователи непосредственного сравнения

Глава четвертая. Практические схемы аналого-цифровых преобразователей
10. Преобразователи последовательного счета
11. Преобразователи поразрядного взвешивания

Глава пятая. Основные тенденции развития методов и схем аналого-цифровых преобразователей АСК
12. Аналого-цифровые преобразователи последовательного типа
13. Аналого-цифрозые преобразователи параллельно-последовательного типа
14. Аналого-цифровые преобразователи параллельного типа
15. Высокоточные аналого-цифровые преобразователи повышенного быстродействия

Литература

ПРЕДИСЛОВИЕ

Развитие измерительной техники в направлении автоматизации получения информации о значениях отдельных величин, параметров различных процессов и технического состояния радиоэлектронной аппаратуры вызвано прежде всего .прогрессом во всех областях науки и техники. Особенно большое значение для практики имеет автоматизация контроля параметров аппаратуры при ее эксплуатации с помощью автоматизированных систем.

Контролируемые параметры в основном непрерывные величины (ток, напряжение, время и т. п.), но в автоматизированных системах обработка информации ведется, как правило, в цифровом коде. Преобразование непрерывных величин в цифровой код осуществляется аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

В данной книге сделана попытка обобщить опыт по использованию АЦП в автоматизированных системах контроля, применяемых для контроля электронного оборудования.

Книга состоит из пяти глав. В гл. 1 дается классификация АЦП, применяемых IB системах контроля; в гл. 2 приводятся основные требования к АЦП- и обоснование их выбора; в гл. 3 описаны принципы построения АЦП; в гл. 4 приведены практические схемы некоторых АЦП, применяемых в системах автоматического контроля; в гл. 5 рассмотрены основные тенденции развития АЦП.

Авторы считают приятным долгом поблагодарить редактора книги Р. И. Агейкину и рецензента книги доцента Московского авиационного института Э. И. Гитиса за внимательное прочтение рукописи и ряд ценных советов, способствовавших улучшению книги.

Авторы

ВВЕДЕНИЕ

Современные системы радиоэлектронного оборудования представляют собой сложные комплексы технических устройств, включая аппаратуру управления, контроля и обработки. Для обеспечения надежной работы этих устройств необходимо периодически контролировать их работоспособность (проверять выходные параметры на соответствие техническим условиям iHa них). При этом для ряда систем приходится проводить большой объем измерений и вычислений с высокой точностью в сжатые сроки.

Для выполнения этих работ в универсальных автоматических системах контроля применяются цифровые вычислительные устройства, имеющие ряд преимуществ перед аналоговыми вычислительными устройствами: более высокую точность, универсальность, возможность проводить iHe только арифметические, но и логические операции, быстродействие, сравнительную простоту конструкции и наладки, возможность сохранять, обрабатывать или передавать информацию без дополнительной ошибки. Кроме того, дискретные измерительные устройства позволяют создать надежные многоканальные системы и выдают цифровую индикацию и регистрацию результатов контроля.

Однако информация с большинства контролируемых объектов поступает в непрерывной форме: в виде постоянного напряжения (тока), частоты, временного интервала, длительности импульсов и т. п.

Для согласования контролируемого обьекта с системой автоматического контроля необходимо преобразование непрерывного сигнала в цифровую форму. Это выполняет аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

АЦП выполняют на электромеханических и электронных элементах. Электромеханические преобразователи отличаются высокой точностью (погрешность преобразования 0,01%), но малым быстродействием (Ю—'100 преобразований в секунду). Электронные аналого-цифровые преобразователи способны выполнять до 107 преобразований в секунду.

При преобразовании непрерывной величины в дискретную возникают погрешности преобразования, обусловленные самой природой дискретного представления информации. Так, например, амплитуда непрерывного сигнала может принимать бесчисленное множество значений, амплитуда же дискретного — лишь конечное число значений. Поэтому три преобразовании непрерывного сигнала в цифровой эквивалент происходит его округление и замена текущего значения амплитуды ближайшей дискретной величиной. Этот процесс называется квантованием по уровню.

Кроме того, преобразователю требуется некоторое время для обработки .поступившего сигнала. Поэтому при непрерывном изменении входной величины во времени АЦП не учитывает изменений на входе, происходящих за время обработки предшествующего сигнала, «т. е. на выход преобразователя будут поступать сведения, взятые лишь в определенные моменты времени. Этот процесс называется квантованием по времени.

В зависимости от вида входного сигнала и принятого принципа преобразования одна аналоговая величина однократно или многократно преобразуется в другую, прежде чем осуществится преобразование аналог — код. Входной аналоговый сигнал преобразуется до тех лор, пока «е будет выражен в форме, удобной для преобразования аналог — код.

В настоящей книге рассматриваются основные методы построения аналого-цифровых преобразователей, приводятся их технические характеристики и требования к АЦП, применяемым в автоматических системах контроля, описаны схемы и принципы работы ряда отечественных и зарубежных АЦП.

Скачать книгу Аналого-цифровые преобразователи систем автоматического контроля. Москва, издательство "Энергия", 1967