Сігма-дельта АЦП.

D - модуляція широко застосовується при передачі даних і ґрунтується на передачі в даний момент часу різниці вхідного сигналу і опорного, де опорний сигнал це той самий сигнал, переданий раніше.

" D-S" -модуляція відрізняється від простої D-модуляції тим, що передається інтеграл цієї різниці. Така модуляція має високу завадостійкість і стала застосовуватись при побудові високоточних інтегруючих АЦП. Їх особливість - відсутність перемикача на вході схеми, вихідна величина представлена у вигляді відносних значень (щілинність імпульсів).

Склад: двовходовий інтегратор, компаратор (дискримінатор нуля), ГТІ, логічні елементи " і", реверсивний ЛІ (рис.2.51).

При вхідній напрузі u_х = 0 схему можна розглядати як симетричний мультивібратор, або як ПНЧ з початковою частотою ≠ 0 (рис.2.52).

Рис.2.51 " Сігма-дельта" АЦП.

Рис.2.52 Діаграми " Сігма-дельта" АЦП.

Кількість імпульсів, що надходить до суматорного і від'ємного входів буде рівною і результат вимірювання дорівнює нулю.

При u_х ≠ 0 симетрія порушується і кількість імпульсів, що приходять від ГТІ на РЛІ (реверсивний ЛІ) за час Т1 і Т2 будуть різними. Таким чином відбувається перетворення u_х у відносну щілинність імпульсів і кодування цієї щілинності. Схема може реагувати на будь-яку полярність вхідного сигналу.

Основні співвідношення:

;

Якщо забезпечити N₁+N₂ - const, то N₁-N₂ пропорційно u_x.

Похибка:

Основні похибки:

- Нестабільність u₀;

- дрейф " 0" інтегратора;

- неідентичність вхідних резисторів R1 і R2.

Похибка від нестабільності ГТІ, конденсатора С, компаратора практично не впливає на відлік. Це АЦП інтегруючого типу. Для отримання великої кількості розрядів на виході РЛІ накопичує імпульси за достатньо великий час Т циклу, який задається за допомогою ГТІ через дільник частоти, це добре тому, що відсутня проблема синхронізації імпульсів при закінченні та на початку Т циклу.

Фірма ANALOG DEVICES розробила низку " Σ -Δ " АЦП високої точності. Одним із представників цих пристроїв є АЦП надвисокої точності типу AD7712. Він має максимальну роздільну здатність на рівні 24 біт.

Рис.2.53 Структурна схемаАD7712.

Основна частина: " Σ -Δ " -модулятор, де відбувається перетворення постійної напруги в щілинність імпульсів і кодування цієї щілинності.

Цифровий фільтр призначений для зменшення вихідних шумів, він програмується з частотою першого нуля від 10Гц до 1кГц.

Управління схемою, її режим забезпечується схемою управління, в яку вводяться управляючі слова, тобто схема програмується.

Для досягнення надвисокої точності є різні режими корекції: " фонова" - при зміні температури оточуючого середовища, напруги живлення або коефіцієнту підсилення операційного підсилювача здійснюється автоматичне калібрування схеми в точках 0% і 100% вхідної напруги. Ця корекція може бути разовою і циклічною. Може охоплювати як сам АЦП так і зовнішні кола, наприклад, давач.