Книга: Топильский В. Б. «C хемотехника аналого-цифровых преобразователей»

Серия: "Мир электроники"

В учебном пособии, состоящем из двух частей, рассматриваются схемотехника аналого-цифровых преобразователей электрических величин для систем сбора данных и схемотехника аналого-цифровых преобразователей перемещений (преобразователи линейных и угловых перемещений, построенные на различных физических принципах) для информационно-управляющих систем.
Пособие может быть рекомендовано при изучении смежных дисциплин в области промышленной автоматики, робототехники, приборостроения, электротехники и радиоэлектроники. Книга может быть полезна не только студентам и аспирантам, но и специалистам, так как она соответствует современному уровню развития техники.

Содержание:

Предисловие...... 7 Список основных сокращений...... 9 Введение...... 13 ЧАСТЬ 1. СХЕМОТЕХНИКА АЦП ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН...... 15 Глава 1. Общие сведения об интегральных АЦП...... 16 1. 1. Архитектура систем сбора данных (ССД)...... 16 1. 2. Процессы дискретизации функций...... 18 1. 2. 1. Квантование во времени...... 18 1. 2. 2. Квантование по уровню...... 26 1. 2. 3. Полная статическая погрешность АЦП...... 29 1. 3. Основные характеристики ЦАП/АЦП...... 32 1. 3. 1. Статические параметры ЦАП/АЦП...... 32 1. 3. 2. Динамические параметры ЦАП/АЦП...... 35 Глава 2. Цифро(аналоговые преобразователи (ЦАП)...... 39 2. 1. Параллельный ЦАП с матрицей весовых резисторов...... 39 2. 2. Параллельный ЦАП на матрице R-2R...... 41 2. 3. Параллельные ЦАП с токовыми ключами...... 45 2. 4. Сегментированные резистивные ЦАП и цифровые потенциометры...... 47 2. 5. ЦАП на коммутируемых конденсаторах...... 52 2. 6. Биполярные ЦАП...... 55 Глава 3. Аналого(цифровые преобразователи (АЦП)...... 59 3. 1. Классификация АЦП...... 59 3. 2. Быстродействующие АЦП...... 61 3. 2. 1. Параллельные АЦП...... 61 3. 2. 2. Последовательно-параллельные и конвейерные АЦП...... 63 3. 3. Неинтегрирующие АЦП уравновешивания...... 68 3. 3. 1. АЦП развертывающего уравновешивания...... 69 3. 3. 2. АЦП следящего уравновешивания...... 71 3. 3. 3. АЦП поразрядного уравновешивания...... 73 3. 3. 4. Оценка характеристик АЦП уравновешивания...... 76 3. 4. Интегрирующие АЦП...... 78 3. 4. 1. АЦП двухтактного интегрирования...... 78 3. 4. 2. АЦП с промежуточным преобразованием в частоту (АЦП-ППЧ)...... 83 3. 4. 3. Сигма-дельта АЦП...... 91 Глава 4. Функциональные устройства ЦАП/АЦП...... 101 4. 1. Источники опорных напряжений...... 101 4. 1. 1. Стабилитронные ИОН...... 101 4. 1. 2. Источники опорного напряжения на биполярных транзисторах (bandgap)...... 107 4. 1. 3. Источники опорного напряжения на униполярных транзисторах (ИОН типа XFET)...... 110 4. 2. Аналоговые устройства выборки и хранения...... 112 Литература к части 1...... 119 Приложения к части 1...... 120 Приложение 1. 1. Однокристальные ССД...... 120 Приложение 1. 2. Цифровые потенциометры...... 121 Приложение 1. 3. Интегральные ЦАП...... 122 Приложение 1. 4. Интегральные ПНЧ...... 124 Приложение 1. 5. Интегральные АЦП...... 125 Приложение 1. 6. Интегральные источники опорного напряжения...... 126 ЧАСТЬ 2. АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (АЦПП)...... 127 Глава 5. Общие сведения оАЦПП...... 128 Глава 6. Накапливающие АЦПП (накапливающие энкодеры)...... 132 6. 1. Накапливающие АЦПП на основе квантованных шкал...... 132 6. 2. Псевдоабсолютные АЦПП...... 136 6. 3. Лазерные интерферометры...... 140 Глава 7. Кодовые АЦПП...... 142 7. 1 Двоичные кодовые шкалы...... 142 7. 2. АЦПП с двоично-сдвинутыми кодами...... 144 7. 3. АЦПП с однопереходными кодами...... 147 7. 4. Рекурсивные кодовые шкалы АЦПУ...... 152 Глава 8. АЦП линейных перемещений...... 156 8. 1. АЦП с датчиками линейных перемещений...... 156 8. 1. 1. Потенциометрические АЦПП...... 156 8. 1. 2. АЦПП на дифференциальных трансформаторах (LVDT)...... 157 8. 1. 3. Емкостные щупы...... 159 8. 2. Радарные датчики...... 165 8. 2. 1. Лазерные дальномеры...... 165 8. 2. 2. Ультразвуковые дальномеры...... 168 Глава 9. АЦПП на координатно-чувствительных фотоприемниках (КЧФП)...... 176 9. 1. АЦПП на аналоговом КЧФП...... 176 9. 2. АЦПП на цифровых КЧФП...... 178 Глава 10. Магнитные АЦПП...... 187 10. 1. АЦПП на датчиках Холла...... 187 10. 2. Магниторезистивные АЦПУ...... 192 10. 3. Магнитострикционные АЦПП...... 197 Глава 11. Лазерные и волоконно-оптические АЦПУ...... 201 Глава 12. АЦПП на фазовращателях...... 206 12. 1. Фазовращатели гониометрического типа...... 206 12. 1. 1. Фазовращатель на сельсине...... 207 12. 1. 2. Емкостной фазовращатель...... 208 12. 1. 3. Фотоэлектрический однооборотный фазовращатель...... 209 12. 2. Фазовращатели на вращающихся трансформаторах...... 211 12. 2. 1. Схема фазовращателя на вращающемся трансформаторе в режиме вращающегося поля...... 212 12. 2. 2. Схема фазовращателя на вращающемся трансформаторе в режиме пульсирующего поля...... 216 12. 3. Формирование кода на выходе фазовращателя...... 217 12. 3. 1. Прямые методы преобразования «фаза-код»...... 217 12. 3. 2. Следящие методы формирования кода фазовращателей...... 222 12. 3. 3. Компенсационные методы формирования кода ФВ...... 224 12. 3. 4. Экстраполятор...... 229 Глава 13. Амплитудные АЦПП...... 234 13. 1. Тригонометрические АЦПП...... 234 13. 1. 1. АЦПУ амплитудного типа на ВТ...... 234 13. 1. 2. Амплитудные АЦПУ на базе фотоэлектрических растровых интерполяторов (ФРИ)...... 236 13. 2. Потенциометрические АЦПП...... 238 Глава 14. АЦПП с электрической редукцией...... 245 14. 1. Структура многоотсчетных АЦПП...... 245 14. 1. 1. Структура параметрического АЦПУ с вращающимся модулятором...... 246 14. 2. Многополюсные ВТ и редуктосины...... 249 14. 3. Индуктосин...... 251 14. 4. Растровые фотоэлектрические АЦПП...... 255 14. 5. Согласование отсчетов в многоотсчетных АЦПП...... 263 Литература к части 2...... 268 Приложения к части 2...... 269 Приложение 2. 1. Реперные последовательности различного типа...... 269 Приложение 2. 2. Зарубежные индуктивные АЦПП на основе LVDT...... 270 Приложение 2. 3. Отечественные фотоэлектрические АЦПУ...... 271 Приложение 2. 4. Емкостные измерительные щупы плунжерного типа...... 272 Приложение 2. 5. Параметры отечественных ВТ...... 273 Приложение 2. 6. Отечественные маломощные ППЛ с непрерывным режимом генерации при Т = 25 &# 8451;...... 274 Приложение 2. 7. Зарубежные ультразвуковые датчики для измерения расстояний...... 276 Приложение 2. 8. Характеристики отечественных ФПЗС...... 277 Приложение 2. 9. Характеристики отечественных монолитных датчиков Холла...... 278 Приложение 2. 10. Зарубежные магниторезистивные датчики фирм Murata, Honeywell...... 280 Заключение...... 281 Предметный указатель...... 284 Об авторе...... 287

Издательство: "Техносфера" (2014)

ISBN: 9785948363837