CAN cu integrare

CAN cu integrare.

Aceste tipuri de CAN se bazeaza pe integrarea, pe o durata determinata, a semnalului analogic de la intrarea sa si conversia rezultatului intr-o forma binara, proportionala cu acesta.

Se cunosc mai multe tipuri de CAN integratoare:

cu simpla integrare;

cu dubla integrare (cu 2 pante);

cu 4 pante;

cu integrare multipla.

Dintre aceste variante se prezinta un CAN cu dubla integrare cu rezolutie de n biti, a carui schema este prezentata in fig.5.11a. Pentru urmarirea functionarii, se precizeaza starea initiala concretizata prin:

condensatorul C descarcat (tensiunea U=0);

numaratorul resetat (continutul acestuia N=0);

tensiunile de intrare U_x si de referinta U_ref au semne contrare (in figura U_x>0 si |U_ref|≥|U_x|).

Ciclul de functionare este urmatorul:

la initierea conversiei, comanda , seteaza bistabilul D pe 1 (Q=1); acesta pozitioneaza comutatorul S pe tensiunea de intrare U_x , care se aplica la intrarea integratorului;

la iesirea integratorului apare tensiunea:

(v. diagrama din fig.5.11b);

fig. 5.11. CAN cu dubla integrare.

a) schema circuitului; b) schema comutatorului S; c) diagrama tensiunilor

comparatorul deschide poarta SI, permitand incrementarea numaratorului modulo n;

la umplerea numaratorului la capacitatea maxima, continutul acestuia devine 0 si se genereaza semnalul de transport CY, care comuta bistabilul D pe 0 (Q=0). Ca urmare, comutatorul S basculeaza si conecteaza la intrarea integratorului tensiunea de referinta U_ref;

tensiunea de la iesirea integratorului devine:

;

comparatorul mentine deschisa poarta SI, pana la momentul t₃ (U ≥ 0). In intervalul t₂ - t₃ in numarator se inscrie numarul N_x;

la momentul t₃, tensiunea pe condensator devine 0, deci:

;

Tinand cont ca U_x si U_ref au semne contrare si ca pe duratele T1 si T2 , U_x si U_ref sunt constante, se poate scrie:

U_x·T1 = U_ref·T2. dar, cu perioada Δt a tactului: T1 = 2ⁿ·Δt si T2 = N_x·Δt,

de unde rezulta:

Se remarca faptul ca relatia de mai sus, care reprezinta caracteristica de transfer a CAN nu depinde de parametri R, C si Δt, acestea fiind constante.

Desi sunt relativ lente, avantajul major al acestui CAN este precizia ridicata, semnalele parazite periodice putand fi usor rejectate (prin alegerea duratei T1 multiplu intreg al perioadei semnalului perturbator).