Вначале определяется ступень квантования:

Δ=0.0025*10=0.025

Соответственно емкость счетчика высчитывается следующим образом:

(1)

Отсюда разрядность счетчика N=9 (наименьшая целая степень двойки при которой получается число покрывающая емкость счетчика).

1.3 Опорный генератор

Частота опорного генератора высчитывается по формуле из [6]:

МГц (2)

1.4 Компараторы

В связи с заданием ступени квантования важно определить для компаратора опорное напряжение и максимальную ширину зоны неопределенности, это можно сделать по формуле 3 из [6].

(3)

(4)

1.5 ЦАП

ЦАП в схеме должен быть девяти разрядным. Согласно [3] такой ЦАП в униполярном режиме не поддерживается стандартом. Поэтому в данной схеме берется десятиразрядный ЦАП, после которого строится усилительная схема для соответствия входных активных разрядов и выходных напряжений, а также умножения напряжения.

Так, если при 10 разрядах напряжение было U_max =1В, то

(5)

В тоже время максимальное выходное напряжение должно соотносится к коду на входе системы, так чтобы при максимуме мы получили 10 В (для минимального это соотношение выполняется U_min =0). Для этого необходимо подобрать коэффициент усиления:

0.9К=107

К=10/0.9=11,11

Корректирующее устройство представляет собой инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 11,11 и максимальным выходным напряжением не менее 10 В.

2 Расчет электрической схемы

2.1 Выбор схемы

В качестве элементарной базы было выбрано КМДП так как:

· Она способна обеспечить заданное быстродействие

· Эта серия является полной и способной синтезировать АЦП, заданного вида

· По энергопотреблению серия является рекомендуемой, т.к. считается, что при частоте меньшей 3МГц потребление мощности на схемах КМОП меньше чем у ТТL (в данной схеме f = 0.4 МГц).

2.2 Выбор элементов схемы

2.2.1 Регистр

Для соединения АЦП с ЭВМ, чтобы исключить взаимное влияние необходимо поставить регистр, который изображен на рисунке 2.

Рисунок 2- Регистр 530ИР22

Регистр КР531ИР22 предназначен для хранения восьмиразрядного слова, записываемого и считываемого в виде параллельного кода. Запись кода производится асинхронно при действии напряжения логической 1 на входе L. При записи на выходах Q формируется записываемый код. Для перевода регистра в режим хранения необходимо на вход L подать напряжение логического 0. При записи кода и его хранении на входе OE должно действовать напряжение логического 0.

Перевод регистра в третье состояние выходов Z (состояние высокого импеданса) осуществляется подачей напряжения логической1 на инверсный вход OE.

2.2.2 ЦАП

В качестве ЦАП выбрана микросхема КР752ПА1[5]. Это 10-разрядный ЦАП (рисунок 3), выполненный по КМОП технологии с коэффициентом нелинейности δ=0,1%

Рисунок 3 ЦАП КР752ПА1

В Таблице 2 приведены основные параметры ЦАП [11]:

Таблица 2 - Основные параметры ЦАП

Число разрядов	10
Время установления	5 мкс
Δ	0,1%
Максимальное выходное напряжение	1 В
Uоп	10.24
Uип	5.4

2.2.3 Усилител ь

В качестве элементной базы для всех усилителей схемы (если это специально не оговорено) выбрана микросхема К140УД7. Она имеет параметры [11],которые отображены в таблице 3:

Таблица 3

Коэффициент усиления напряжения	50000
Дрейф напряжения смещения	6МкВ/˚C
Входное напряжение	12 В
Выходное напряжение	11,5 В
Напряжение источника питания	±15 В

2.2.4 Сравнивающий усилитель

В соответствии с ТЗ должно обеспечиваться подключение к АЦП нагрузки не менее 1МОм.

На рисунке 4 представлена схема подключения через повторитель напряжения, называемый также буфером, так как он обладает изолирующими свойствами (большим входным импедансом и малым выходным).

Рисунок 4 – Повторитель напряжения

Входное сопротивление для повторителя напряжения может быть равным многим сотням мегом на низких частотах, а выходное сопротивление меньше 1Ом, поэтому используется не взятая за базисную микросхема К140УД7, а импортный усилитель NE5534, который предназначен для работы на нагрузку до 600 0м.