* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

4.4. Аналогово-цифровые преобразователи 4.4. А н а л о г о в о - ц и ф р о в ы е преобразователи К а к и з в е с т н о [3—6, 9—11], аналоговой н а з ы в а е т с я в е л и ч и н а , к о т о р а я изменяет¬ ся н е п р е р ы в н о во в р е м е н и . Б о л ь ш и н с т в о ф и з и ч е с к и х в е л и ч и н , п р е о б р а з у е м ы х д а т ч и к а м и , — т е м п е р а т у р а , д а в л е н и е и т . д . — я в л я ю т с я а н а л о г о в ы м и величи¬ нами. Д л я п р е о б р а з о в а н и я а н а л о г о в о г о с и г н а л а в цифровую форму ш и р о к о и с ­ пользуются а н а л о г о в о - ц и ф р о в ы е преобразователи ( А Ц П ) [3—5, 9—11]. А н а л о г о в ы й ( н е п р е р ы в н ы й ) с и г н а л м о ж н о п р е д с т а в и т ь в в и д е цифрового п а р а м е т р а о г р а н и ч е н н ы м к о л и ч е с т в о м цифр. Один и з способов преобразова¬ н и я а н а л о г о в о г о п а р а м е т р а — э т о ограничить его к о н е ч н ы м и в е л и ч и н а м и и л и к в а н т а м и [5]. Этот процесс н а з ы в а е т с я квантованием. Количество квантов о п р е д е л я е т с я к о л и ч е с т в о м цифр, к о т о р ы м н у ж н о п р е д с т а в и т ь а н а л о г о в ы й па¬ р а м е т р . Ч а щ е всего в А Ц П и с п о л ь з у ю т с я б и н а р н ы е числа. Т а к и м образом, и - б и т н ы й преобразователь и м е е т 2 у р о в н е й к в а н т о в а н и я м е ж д у м а к с и м у м о м и м и н и м у м о м входного с и г н а л а (рис. 4.17) [5]. Количество уровней квантова¬ ния называется полной шкалой.Разрешающая способность полной ш к а л ы определяется к а к 1 и з 2 . Н а пример, у 10-битного преобразовате¬ ля полная ш к а л а имеет 2 = 1 0 2 4 уровней к в а н т о в а н и я . Разрешающая способность 1/1024 = 0,098%. Точность преобразователя ха¬ Рис. 4.17. Шкалы амплитуд аналогового сиг¬ р а к т е р и з у е т о т к л о н е н и е м е ж д у из¬ нала, квантование и ошибка квантования меренным значением и истинным з н а ч е н и е м входной в е л и ч и н ы (сиг¬ нала). О ш и б к а к в а н т о в а н и я — э т о р а з н о с т ь м е ж д у з н а ч е н и е м входного с и г н а л а и б л и ж а й ш и м у р о в н е м к в а н т о в а н и я . М а к с и м а л ь н а я о ш и б к а к в а н т о в а н и я равня¬ ется п о л о в и н е и н т е р в а л а к в а н т о в а н и я q/2 ( р и с . 4.17). Д о с и х п о р м ы р а с с м а т р и в а л и п р е о б р а з о в а н и е а м п л и т у д ы в х о д н о г о ана¬ л о г о в о г о с и г н а л а в цифровой к о д . Р а с с м о т р и м т е п е р ь этот п р о ц е с с в о вре¬ мени. Т а к к а к входной с и г н а л м е н я е т с я в о в р е м е н и , д л я п о л у ч е н и я полной ин¬ формации о н е м , е г о п р е о б р а з о в а н и е ( в ы б о р к у ) н е о б х о д и м о п р о и з в о д и т ь че¬ рез н е к о т о р ы й п р о м е ж у т о к в р е м е н и , или с некоторой частотой. С о г л а с н о тео¬ р е м е К о т е л ь н и к о в а - Н а й к в и с т а , с и г н а л с о г р а н и ч е н н ы м д и а п а з о н о м рабочих частот f м о ж н о в о с с т а н о в и т ь и з е г о в ы б о р к и без потери и н ф о р м а ц и и , если в ы б о р к у с и г н а л а п р о и з в о д и т ь с о с к о р о с т ь ю f > 2 f ( и л и если в р е м я м е ж д у в ы б о р к а м и t < 1/2 fi). Ч а с т о т а f = 2 f н а з ы в а е т с я частотой Н а й к в и с т а (ми¬ н и м а л ь н о д о п у с т и м о й д и с к р е т и з а ц и и ) [5]. И т а к , д л я п р е о б р а з о в а н и я а н а л о г о в о г о с и г н а л а в цифровую форму необхо¬ д и м о производить к в а н т о в а н и е с и г н а л а п о у р о в н ю с частотой д и с к р е т и з а ц и и f , п р е в ы ш а ю щ е й м и н и м у м в 2 р а з а д и а п а з о н частот входного с и г н а л а . П п 1 0 s s s s