Texas Instruments Application Report SBAA042 "Кодовые схемы, используемые в аналогово-цифровых преобразователях" (перевод)

Определения

• n

  число разрядов конкретной цифровой системы.

• LSB

  (Least Significant Bit) — Младший значащий разряд - разряд цифровой системы с наименьшим аналоговым "весом".

• MSB

  (Most Significant Bit) — Старший значащий разряд - разряд с наибольшим аналоговым "весом".

• Increment

  Увеличение цифрового значения на единицу. Операция соответствует изменению кода с 0000 на 0001 или прямому счёту.

• Decrement

  Уменьшение цифрового значения на единицу. Операция соответствует изменению кода с 0001 на 0000 или обратному счёту.

• USB

  (Unipolar Straight Binary) - Униполярный прямой двоичный код.

• CSB

  (Complementary Straight Binary) - Униполярный инверсный двоичный код.

• BOB

  (Bipolar Offset Binary) - Биполярный двоичный код со смещением.

• COB

  (Complementary Offset Binary) - Биполярный инверсный двоичный код со смещением.

• BTC

  (Binary Two’s Complement) - Биполярный двоичный код с дополнением до двух - дополнительный код.

• CTC

  (Complementary Two’s Complement) - Биполярный инверсный двоичный код с дополнением до двух - инверсный дополнительный код.

• FSR

  (Full Scale Range) — Диапазон полной шкалы - диапазон изменения аналогового сигнала.

• BPZ

  (Bipolar Zero) - Биполярный нуль - аналоговое напряжение 0V.

• VLSB

  (Least Significant Bit Voltage) — Напряжение младшего значащего разряда - напряжение, представляемое младшим разрядом цифрового кода. Для ЦАПов с токовым выходом VLSB соответствует напряжению после преобразования тока в напряжение. В тексте предполагается, что подобное преобразование уже проведено.

  VLSB = FSR/2ⁿ (1)

• VCODE

  (Code Voltage) - Кодовое напряжение - Напряжение на выходе идеального преобразователя, соответствующее заданному цифровому коду. Для ЦАПов в токовым выходом VCODE соответствует напряжению после преобразования тока в напряжение. В тексте предполагается, что подобное преобразование уже проведено.

  VCODE = (digital code) * VLSB (2)

  Для аналого-цифрового преобразователя VCODE на самом деле соответствует диапазону напряжений, ограниченному значениями VCODE ± ½VLSB. Такое положение возникает из-за ошибки квантования, свойственной цифровому входу АЦП. Во всех случаях, когда не сказано иное, в тексте под VCODE подразумевается значение (код) * VLSB.

• +FS

  (Positive Full Scale) — Положительное напряжение полной шкалы - наибольшее положительное напряжение аналогового сигнала. VCODE, соответствующего положительному напряжению полной шкалы не существует, т.к. промышленный стандарт предусматривает, что самым положительным потенциалом, соответствующим VCODE, является положительное напряжение полной шкалы за вычетом напряжения младшего значащего разряда (+FS – VLSB). В тексте под "положительным напряжением шкалы" подразумевается именно это принятое в промышленности значение. Кроме того, имеется другой стандарт, в котором аналоговое напряжение 0V находится в диапазоне ± ½VLSB [центр которого задаётся VCODE]. Для однополярных систем это означает, что диапазон аналогового нуля, соответствующий нулевому цифровому коду BPZ, равен половине VLSB (см. формулу 3). В биполярных системах у всех цифровых значений диапазон соответствующего им аналогового напряжения равен единице VLSB, а цифровому коду 0V соответствует диапазон 0V ± ½VLSB (см. формулу 4).

• –FS

  (Negative Full Scale) - Отрицательное напряжение полной шкалы - наименьшее аналоговое напряжение, представимое цифровым кодом.

• Vt

  (Transition voltage) — Пороговое напряжение - напряжение, соответствующее уровню, при котором изменяется цифровой код в идеальном АЦП, и равное VCODE ± ½VLSB.

  • Vt+

    Верхнее граничное напряжение

    Vt+ = VCODE + ½VLSB (3)

  • Vt–

    Нижнее граничное напряжение

    Vt– = VCODE – ½VLSB (4)

  В идеальном преобразователе выходное напряжение в точности равно VCODE, а пороговоые напряжения не учитываются.