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>