АЦП развертывающего преобразования

АЦП развертывающего преобразования представляет собой, по сути дела, два последовательно включенных преобразователя: один преобразует напряжение в интервал времени, второй - интервал времени в код.

Принцип действия АЦП поясняется на рис. 47.

На вход компаратора подаются: входное напряжение , подлежащее преобразованию, и периодическое линейно  нарастающее напряжение , где  удовлетворяет условию , - период. Компаратор вырабатывает импульсы: импульс  - в момент  начала линейного напряжения, и импульс  - в момент , когда напряжение u(t) сравнивается с напряжением . Таким образом выполняется первая ступень преобразования, а именно, преобразование  в интервал времени .

Точно на это время открывается ключ и пропускает сквозь себя импульсы стабилизированной частоты  от генератора этой частоты в счетчик. В счетчике формируется код (двоичный или десятичный - в зависимости от устройства счетчика), который поступает в выходной регистр и далее через устройства интерфейса в компьютер. Поскольку длительность интервала времени прямо пропорциональна входному напряжению, количество этих импульсов равно

                              .

Основная погрешность подобных АЦП определяется качеством линейно нарастающего напряжения, в частности, погрешностью воспроизведения коэффициента его наклона К, а также конечной чувствительностью компаратора, его шумами. В силу высокой точности воспроизведения частоты мультипликативная погрешность, вызванная нестабильностью частоты , обычно пренебрежимо мала. Погрешность коэффициента наклона К также вызывает мультипликативную погрешность, остальные источники порождают аддитивную составляющую погрешности, и основная относительная погрешность АЦП развертывающего преобразования нормируется двучленной формулой.

Длительность цикла преобразования АЦП развертывающего преобразования равна периоду пилообразного напряжения, а частота преобразования - частоте этого напряжения. Погрешность датирования отсчетов таких АЦП не превышает длительности цикла преобразования.