Аппаратные и программные

2.2.7.1 Классификация АЦП 
Рисунок 40. Классификация АЦП по методам преобразования 

---

92 
В настоящее время известно большое число методов преобразования 
напряжение-код [25]. Эти методы существенно отличаются друг от друга 
потенциальной точностью, скоростью преобразования и сложностью 
аппаратной реализации. 
В основу классификации АЦП положен признак, указывающий на то, как 
во времени разворачивается процесс преобразования аналоговой величины в 
цифровую. В основе преобразования выборочных значений сигнала в цифровые 
эквиваленты лежат операции квантования и кодирования. Они могут 
осуществляться с помощью либо последовательной, либо параллельной, либо 
последовательно-параллельной процедур приближения цифрового эквивалента 
к преобразуемой величине. 
Параллельные АЦП 
АЦП этого типа осуществляют квантование сигнала одновременно с 
помощью набора компараторов, включенных параллельно источнику входного 
сигнала. На рисунке показана реализация параллельного метода АЦ-
преобразования для 3-разрядного числа. С помощью трех двоичных разрядов 
можно представить восемь различных чисел, включая нуль. Необходимо, 
следовательно, семь компараторов. Семь соответствующих эквидистантных 
опорных напряжений образуются с помощью резистивного делителя. 
Рисунок 41. Схема параллельного АЦП 
Если приложенное входное напряжение не выходит за пределы диапазона 
от 5/2h, до 7/2h, где h=Uоп/7 – квант входного напряжения, соответствующий 
единице младшего разряда АЦП, то компараторы с 1-го по 3-й устанавливаются 

---

93 
в состояние 1, а компараторы с 4-го по 7-й – в состояние 0. Преобразование 
этой группы кодов в трехзначное двоичное число выполняет логическое 
устройство, называемое приоритетным шифратором. 
АЦП последовательного приближения 
АЦП 
последовательного 
приближения (successive approximation 
architecture, SAR) или АЦП с поразрядным уравновешиванием содержит 
компаратор, вспомогательный ЦАП и регистр последовательного приближения. 
АЦП преобразует аналоговый сигнал в цифровой за N шагов, где N — 
разрядность АЦП. 
Рисунок 42. АЦП последовательного приближения 
На каждом шаге определяется по одному биту искомого цифрового 
значения, начиная от старшего значащего разряда (СЗР) и заканчивая младшим 
значащим разрядом (МЗР). Последовательность действий по определению 
очередного бита заключается в следующем. На вспомогательном ЦАП 
выставляется аналоговое значение, образованное из битов, уже определённых 
на предыдущих шагах; бит, который должен быть определён на этом шаге, 
выставляется в 1, более младшие биты установлены в 0. Полученное на 
вспомогательном ЦАП значение сравнивается с входным аналоговым 
значением. Если значение входного сигнала больше значения на 
вспомогательном ЦАП, то определяемый бит получает значение 1, в противном 
случае 0. Таким образом, определение итогового цифрового значения 
напоминает двоичный поиск. АЦП этого типа обладают одновременно высокой 
скоростью и хорошим разрешением. Однако при отсутствии устройства 
выборки хранения погрешность будет значительно больше (представьте, что 
после оцифровки самого большого разряда сигнал начал меняться). 
Характеристика АЦП последовательного приближения: невысокая 
скорость преобразования, невысокая цена и низкое энергопотребление.