2. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe

2.7. Przetwarzanie U/f

Równoważenie ładunku:

W czasie zamknięcia przełącznika P do kondensatora w układzie całkującym jest dostarczany ładunek ze źródła UR. Jednoczenie z kondensatora jest odprowadzany ładunek do źródła sygnału przetwarzanego (napięcie wejściowe ma polaryzację ujemną). Czas zamknięcia przełącznika tR zależy od właściwości układu formującego. W czasie otwarcia przełącznika (przez czas t) ładunek jest tylko odprowadzany z kondensatora i w tym czasie napięcie na wyjściu układu całkującego rośnie do wartości UR2. Moment zamknięcia przełącznika jest wyznaczony zmianą stanu wyjścia komparatora porównującego napięcie wyjściowe integratora z napięciem odniesienia UR2. Z warunku równowagi ładunków dostarczonych i odprowadzonych z kondensatora wynika zależność (1). Czas t+tR czyli okres impulsów jest odwrotnie proporcjonalny do wartości średniej napięcia wejściowego. Zatem częstotliwość impulsów jest wprost proporcjonalna (wzór 4). Impulsy są zliczane w określonym czasie Ti (okresie integracji).  

Metoda delta-sigma:

Początek i koniec czasu zliczania w układzie z równoważeniem ładunku jest przypadkowo usytuowany względem impulsów z układu formującego, natomiast w układzie delta-sigma szerokość impulsów ładunkowych ze źródła UR i czas zliczania są synchronizowane impulsami z generatora wzorcowego. Zaletą rozwiązania zastosowanego w układzie delta-sigma jest uniezależnienie wyniku przetwarzania (liczby impulsów) od dokładności określenia czasów Ti oraz tR.
Jeżeli tR=1/2tw a Ti=k*tw to obowiązuje zależność (1).

Współcześnie, przetwarzanie a/c metodą delta-sigma, zyskuje dużą popularność z uwagi na bardzo wysoką rozdzielczość (24 bity). Jest to efektywna rozdzielczość wynikająca z ograniczenia poziomu szumów (wzrost współczynnika SNR).