Компьютерная Томография

Методическое пособие - Медицина, физкультура, здравоохранение

Другие методички по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение

о распространенные АЦП последовательного приближения обладают средним быстродействием.

Исходя из специфики задачи, для ее выполнения подойдут функционально завершенные АЦП, пригодные для непосредственного сопряжения с ЭВМ. Такие АЦП требуют минимального количества вспомогательных элементов, имеют встроенные источники опорного напряжения, генераторы тактовых импульсов буферные регистры с тремя состояниями. Важным требованием является работа АЦП с ТТЛ уровнями для непосредственного подсоединения к параллельному порту ЭВМ.

Определим требуемую разрядность АЦП. Для обеспечения точности менее одного градуса число разрядов n должно быть:

 

n > log360

 

Т.е. n должно быть больше или равно 9.

Указанным требованиям удовлетворяет 10 - разрядный функционально полный АЦП последовательного приближения К1113ПВ1, выполненный по КМДП - технологии.

 

Функциональная электрическая схема АЦП К1113ПВ1 показана на рис. 4.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4.2 Функциональная электрическая схема АЦП К1113ПВ1.

 

 

Микросхема К1113ПВ1 выполняет функцию 10-разрядного аналого-цифрового преобразования однополярного или биполярного входного сигнала с представлением результатов преобразования в параллельном двоичном коде. Она содержит все функциональные узлы АЦП последовательного приближения, включая КН, ЦАП, РПП, ИОН, ГТИ, выходной буферный регистр с тремя состояниями, схемы управления. [6]

Для ее эксплуатации необходимы только два источника питания и регулировочные резисторы. Выходные каскады с тремя состояниями позволяют считывать результат преобразования непосредственно на шину данных МП. Несколько АЦП могут обслуживать один МП, и наоборот. По уровням входных и выходных логических сигналов АЦП сопрягается с цифровыми ТТЛ ИС. Классификация БИС по группам А, Б, В проводится по значениям параметров нелинейности и дифференциальной нелинейности.

Микросхемы К1113ПВ1 изготавливаются по биполярной технологии, модифицированной для совмещенного формирования на кристалле биполярных транзисторов, а также элементов инжекционной логики и тонкопленочных прецизионных резисторов. Технология позволяет разместить в одной БИС большое число цифровых элементов и выполнить аналоговые узлы с высоким уровнем параметров. В процессе производства осуществляется настройка АЦП до требуемых значений электрических параметров путем подгонки сопротивлений тонкопленочных резисторов лазерным лучом.

Микросхемы К1113ПВ1 выпускаются в 18-выводном герметичном металлокерамическом корпусе типа 238.18-1 с вертикальным расположением выводов.

Нумерация и расположение выводов микросхемы:

1-9 - цифровые выходы 9-1;

10 - напряжение источника питания (+5 В);

11 - гашение и преобразование;

12 - напряжение источника питания (-15 В);

13 - аналоговый вход;

14 - общий (аналоговая земля);

15 - управление сдвигом нуля;

16 - общий (цифровая земля);

17 - готовность данных;

18 - цифровой выход 10 (младший разряд);

Основные электрические параметры микросхемы К1113ПВ1А представлены в табл. 4.1.

 

 

Табл. 4.1

Основные электрические параметры АЦП К1113ПВ1

 

ПараметрНе менееНе болееЧисло разрядов n10-Нелинейность , %- 0,10,1Дифференциальная нелинейность , %- 0,10,1Абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы

- 20

20Напряжение смещения нуля на входе, мВ - 3030Время преобразования t, мкс-30Напряжение питания U1, В4,55,5Напряжение питания U2, В-16,5-13,5Ток потребления I1-10Ток потребления I2-20Входное сопротивление , кОм10-Диапазон униполярного входного напряжения, В-10,24Диапазон биполярного входного напряжения, В-5,125,12Табл. 4.1 Продолжение.

 

Предельно допустимое значение униполярного входного напряжения, В

0

10,5Предельно допустимые значения биполярного входного напряжения, В

-5,5

5,5

 

Номинальные значения напряжений источников питания: U1=5 В 5% и U2=-15 В 5%. Диапазоны их предельных изменений составляют U1=(4,5 - 5,5) В, U2=-(16,5 - 13,5) В.

В БИС К1113ПВ1 выходной ток ЦАП сравнивается с током, протекающим через входной резистор от источника сигнала. Тем самым формируется логический сигнал управления РПП. Стабилизация разрядных токов ЦАП осуществляется встроенным ИОН на основе стабилитрона со скрытой структурой.

Включение АЦП в режиме работы с униполярным входным напряжением предполагает подсоединение вывода 15 к цифровой земле (вывод 16). При этом на выходе встроенного ЦАП задается ток, равный току СР, но противоположной полярности. При работе АЦП с биполярным входным напряжением электрические сигналы на вывод 15 не подаются.

Тактирование РПП обеспечивается импульсами встроенного ГТИ с частотой следования 300-400 кГц. Установка РПП в исходное состояние и запуск его в режим преобразования производятся по внешнему сигналу "Гашение и преобразование". По окончании преобразования АЦП вырабатывает сигнал готовность данных" и информация из РПП поступает на цифровые выходы через каскады с тремя состояниями. Временные диаграммы работы АЦП

приведены на рис. 4.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.3 Временные диаграммы работы АЦП К1113ПВ1.

 

 

Напряжение от источников питания и вход?/p>