Modul III : Tehnici de masurare in domeniu

Referat : Aparate de masurat digitale

Chiujdea George a XI-a E

An scolar 2011-2012

1

Aparate de masurat digitale

1. Generalitati. 1.1.Proprietati. 1.2. Utilizari. 1.3.Principiul de functionare. 1.4. Metode de masurare. 2. Partile componente ale aparatelor digitale. 2.1. Numaratorul. 2.2. Decodorul (decodificatorul) . 2.3. Dispozitivul de afisare. 3. Multimetrul digital. 4. Frecvenmetru digital de 1MHz. 5. Voltmetru numeric (digital). 6. Voltmetru digital cu convertor analog-digital cu compensare cu tensiune crescatoare in trepte. 7. Voltmetre digitale cu rampa n trepte.

Bibliografie.2

1. Generalitati

Studiul aparatelor de msur este deosebit de important, deoarece n zilele noastre se poate msura pe cale electric aproape orice mrime electric sau neelectric. Pentru a putea efectua o msurtoare se stabilete o metod de msurare i se utilizeaz un mijloc de msurare, adic un aparat de msurat. Aparatele de msur pot fi clasificate, avnd n vedere urmtoarele criterii: modul de afiare al rezultatului msurrii - aparate analogice - aparate digitale (numerice) Aparatele digitale (numerice) se caracterizeaza prin faptul ca marimea de masurat este transformata in semnale digitale care sunt preluate cu circuite specific, iar rezultatul masurarii este afisat numeric si nu poate lua orice valoare deoarece indicatia variaza in trepte, deci masurarea este discrete (discontinua).

1.1.Proprietati

Avantaje: - elimina erorile de citire (erori de scara, erori subiective, erori de calibrare, erori de paralaxa); - precizia de masurare foarte mare (10-510-6), dependent de numarul cifrelor afisate (cu cat afiseaza mai multe cifre, cu atat prezia este mai mare); - sensibilitatea foarte buna;3

- evaluare rapida a valorii marimii masurate; -comoditate in efectuarea masurarilor; - viteza mare de masurare (sute de masurari pe secunda); - comutare automata pe domeniul de masurare; - posibilitatea inregistrarii rapide si precise a rezultatelor; - posibilitatea automatizarii procesului de masurare; -posibilitatea transmiterii rezultatelor la distanta,fara erori suplimentare; - posibilitatea interconectarii cu calculatoare sau alte dispositive automate. Dezavantaje: - complexitate mare; - cost ridicat.

1.2. Utilizari

Datorita performantelor sunt utilizate la: - masurari de precizie in laborator; - masurari in procesele industrial de automatizare; - masurari cu transmiterea rezultatelor la distanta; - masurari cu inregistrari numerice in procesele industrial; - masurari cu prelucrarea rezultatelor pe calculator; - controlul si supravegherea centralizata in procesele industrial.

1.3.Principiul de functionare

4

Principiul de funcionare al unui aparat digital de msurare const n transformarea mrimii de msurat cu variaie continu n timp, n semnale digitale, prelucrarea specific a acestora i afiarea sub o form numeric. Un semnal digital este un semnal cu 2 nivele, 0 i 1, informaia fiind reprezentat prin prezena unuia sau a altuia din cele 2 nivele.

Convertorul analog digital transform un semnal analogic ntr-unul digital. Operaia de prelucrare numeric cuprinde urmtoarele etape: - cuantificarea semnalului, care reprezint operaia de divizare a semnalului n cuante (cantiti egale, de o anumit valoare); - codificarea, care reprezint operaia de asociere a unor valori numerice la cuantele obinute (codificarea binar opereaz cu nivelele 0 i 1, care corespund unor niveluri de tensiune continue ( ex. 0V i 5V); - afiarea, care reprezint operaia de prezentare a rezultatului sub form de cifre, cu ajutorul indicatoarelor optoelectronice de tip LED sau LCD. Discretizarea-este operatia de transformare a variatiei continue a marimii de masurat intr-o variatie in trepte. Ea seface atat in timp, cat si in nivel (amplitudine).

Discretizarea in timp consta in esantionarea marimii de masurat, masurarea5

efectandu-se la anumite intervale de timp. Discretizarea in nivel sau coantificarea in transformarea variatiei continue a marimii de masurat intr-o variatie in trepte, care reproduc cu o anumita aproximatie variatia continua.

Rezolutia aparatului- reprezinta dintre doua trepte succesive de nivel (ex: A2 A1). Este o caracteristica metrologica a paratelor digitale care inlocuieste notiunea de prag de sensibilitate intalnita la aparatele analogice.

Intervalul de esantionare reprezinta timpul dintre 2 masurari succesive. Eroarea de discretizare reprezinta diferenta dintre valoarea marimii continue de masurat si valoarea masurata digital (in acelasi moment). -eroarea de discretizare nu poate fi mai mare decat rezolutia aparatului; - eroarea de discretizare este cu atat mai mica cu cat treapta intervalului de esantionare este mai mica.

Codarea (codificarea) consta in atribuirea unei valori numerice, treptei de

nivel corespunzatoare marimii masurate si exprimarea acestei valori in sistem de numeratie binar sau binar-zecimal. 1.4. Metode de masurare Masurarea directa- consta in convertirea marimii de masurat direct intr-un numar de impulsuri proportional cu valoarea marimii de masurat, impulsuri ce sunt codate, numarate, decodate, iar in final se afiseaza numeric marimea masurata. Prin aceasta metoda se masoara timpul si frecventa. Masurarea directa a altor marimi (tensiune, intensitate a curentului, temperatura, presiune) se face transformand aceste marimi in timp sau frecventa. Masurarea prin compensare- consta in compararea succesiva a marimii de masurat cu o marime de referinta de aceeasi natura variabila in trepte sau prin aproximari succesive.6

Masurarea mixta- este o combinatie intre masurarea prin compensare si masurarea directa. Aceasta metoda asigura: viteza mai mare de masurare, sensibilitate mare, precizie ridicata. 2. Partile componente ale aparatelor digitale

Desi sunt de o mare diversitate au blocurile functionale commune conectate intre ele . - Circuitul de intrare- prelucreaza marimea de masurat pentru a obtine o marime convenabila la intrarea convertorului.El asigura impedanta de intrare foarte mare si poate fi: -amplificator cu mai multe etaje, pentru marimi de masurat mici; -atenuator pentru marimi de masurat prea mari; -redresor cand marimea de masurat este alternativa. - Convertorul analog-digital ( CAD ) transforma marimea analogica de la intrare intr-o marime digitala (o serie de impulsuri) prin operatia numita discretizare. - Numaratorul- numara impulsurile de la iesirea convertorului in sistem de numeratie binar sau binar-zecima. - Decodorul- decodifica rezultatul masurarii, adica transforma rezultatul masurarii din binar, sau binar-zecimal in sistem zecimal. - Dispozitivul de afisare- afiseaza numeric rezultatul masurarii. - Blocul de alimentare- alimenteaza celelalte blocuri functionale. - Blocul de comanda- comanda functionarea automata a celorlalte parti componente.

2.1. Numaratorul7

Este format dintr-un lant de celule elementare de numarare (blocul de numarare), numarul acestora fiind dependent de sistemul de numeratie folosit. -Celula elementara de numarare este o celula binara realizata dintr-un circuit basculant bistabil.Are doua stari distincte si poate numara un singur impuls. Circuitul basculant este un dispozitiv electronic, cu doua stari distinct, ambele stabile. Este folosit ca element de comutatie, putand trece brusc (prin basculare) dintr-o stare in alta in urma primirii unei comenzi din exterior, si ca element de memorie, putand ramane oricat intr-o anumita stare daca i se aplica o comanda exterioara in acest sens. - Blocul de alimentare se obtine prin legarea in cascada a mai multor cellule elementare de numarare.Ex: numerator binar cu 4 celule.Prin legarea in cascada a n celule se obtine un numerator care pune in evident 2n stari distincte si care poate numara pana la 2n-1. Regula de functionare a unui bloc de numarare este urmatoarea: prima celula isi schimba starea la fiecare impuls aplicat la intrare, fiecare dintre celalalte celule din lant isi schimba starea numai cand bistabilul precedent trece din starea 1 in starea 0. 2.2. Decodorul (decodificatorul) Transforma informatia dintr-un sistem de numeratie in altul.Cel mai raspandit decodificator este decodorul NBCD. Pentru a decodifica din binaryzecimal in sistem zecimal este necesar ca pentru fiecare tetrad sa existe un decoder care sa primeasca semnalele de la cele patru celule binare sis a aiba iesiri corespunzatoare celor 10 cifre ale sistemului zecimal. Decodoarele sunt realizate cu circuite logice. - Circuite logice sunt circuite de comutatie cu doua stari stabile care corespund celor doua valori 0 si 1. Sunt realizate pe baza functiilor logice. - Circuitul SAU (suma logica) este un circuit cu doua sau mai multe intrari si o singura iesire. Iesirea este in starea 1 cand cel putin una dintre intrari este in starea 1.8

- Circuitul SI (produs logic) este un circuit cu doua sau mai multe intrari si o singura iesire. Iesirea este in starea 1 numai daca toate intrarile sunt in starea 1. - Circuitul NU (circuit inversor ) are o singura intrare si o singura iesire. Iesirea circuitului este intotdeauna in starea opusa intrarii. - Circuitul SAU- Nu (nici) este un circuit SAu combinat cu un inversor cu mai multe intrari. Este circuitul SAU negat. - Circuitul SI-NU (numai) este un circuit SI combinmat cu un inversor. Circuitele logice pot fi realizate cu diode semiconductoare si rezistente cu tranzistoare si rezistente sau cu tranzistoare si diode.

2.3. Dispozitivul de afisare Dispozitivul de afisare este comandat de semnalul de la iesirea decodorului si afiseaza numeric masurarea. Cele mai frecvente dispozitive de afisare sunt: - dispozitive de afisare cu tuburi NIXIE (digitroane); - dispozitive de afisare cu dide electroluminiscente (LED-uri); - dispozitive de afisare cu cristale lichide. Tuburile Nixie sunt tuburi de gaz care au 10 catozi si un anod.Catozii sunt confectionati dintr-un conductor subtire din crom-nichel si au forma unor simboluri zecimale de la 0 la 9. Sunt asezati unul in fata celuluilalt, iar latimea de luminiscenta este mai mare decat grosimea conductorului din care este confectionat catodul.Au dezavantajul ca tensiunea de aprindere este de circa 170V.

Diode electroluminiscente (LED)- sunt diode semiconductore cu proprietatea de a emite lumina cand sunt in stare de conductie.In functie de semiconductorul folosit lumina poate avea diferite culori( rosu, galben, portocaliu).

9

Cristale lichide sunt substante aflate intr-o stare intermediara intre solid si lichi, curg precum lichidele si au structura precum cristalele.Au proprietatea ca sub actiunea campurilor magnetice sau electrice isi schimba transparenta sau culoarea.Grosimea stratului de lichid este cuprinsa intre 6m-25m.Aceste dispozitive au urmatoarele avantaje:

- consum de energie foarte mic; - tensiune de alimentare mica (cativa volti); - dimensiuni reduse; - cost redus

3. Multimetrul digital Mutimetrul digital poate msura mai multe tipuri de mrimi electrice. n cadrul laboratoarelor, acest aparat se va utilliza pentru msurarea: valorii rezistenelor n acest caz aparatul se utilizeaz ca ohmetru; valorii tensiunilor continue n acest caz aparatul se utilizeaz ca voltmetru. Multimetrul digital care va fi utilizat n cadrul lucrrilor de laborator este prezentat n Figura 1. Panoul frontal al aparatului este divizat n mai multe seciuni, care delimiteaz tipul mrimii electrice msurate. Tipul mrimii electrice care urmeaz a fi msurate se selecteaz din comutatorul 1 . n cadrul fiecrei seciuni sunt indicate mai multe valori numerice acestea se numesc game de msur. Mrimea electric vizat se msoar introducnd n circuit testerele aparatului (aa cum se va preciza mai jos), conectate la bornele acestuia: testerul rou la borna +, iar testerul negru la borna -. Valoarea mrimii electrice msurate este precizat pe ecranul aparatului. n cadrul valorii afiate, punctul indic virgula. a. Msurarea rezistenelor se realizeaz astfel:10

1. comutatorul aparatului trebuie poziionat n dreptul gamei de msur maxime, indicat prin valoarea 2000k, din seciunea indicat prin simbolul sau prin textul Ohm; 2. se scoate rezistorul din circuit; 3. se aplic testerele aparatului, fiecare pe cte un terminal al rezistorului;4.

se citete valoarea rezistenei pe ecranul aparatului; n cazul n care valoarea indicat pe ecran nu este suficient de precis (lipsesc zecimalele), se selecteaz din comutatorul 1 gama de msur de valoare imediat inferioar (de exemplu, 200k). Procedeul se repet pn cnd valoarea indicat pe ecran este suficient de precis (conine zecimale). a. pe gamele indicate cu litera k, valoarea rezistenei este indicat n kiloohmi; b. pe gamele indicate numai cu valori numerice (fr alte litere), valoarea rezistenei este indicat n ohmi.

5. valoarea indicat pe ecranul aparatului depinde de gama de msur selectat:

11

b. Msurarea tensiunilor contiue se realizeaz astfel: 1. comutatorul aparatului trebuie poziionat n dreptul gamei de msur maxime, indicat prin valoarea 1000, din seciunea indicat prin simbolul V= sau prin textul DCV; 2. se aplic testerele aparatului, n PARALEL cu elementul de circuit de pe care se msoar tensiunea, cu testerul conectat la borna + a aparatului (testerul rou) la potenialul superior al tensiunii msurate i cu testerul conectat la borna - a aparatului (testerul negru) la potenialul inferior a tensiunii msurate (n cadrul laboratoarelor, se va indica de fiecare dat modul n care trebuie conectat voltmetrul n circuit);3.

se citete valoarea tensiunii continue pe ecranul aparatului; n cazul n care valoarea indicat pe ecran nu este suficient de precis (lipsesc zecimalele), se selecteaz din comutatorul 1 gama de msur de valoare imediat inferioar (de exemplu, 200). Procedeul se repet pn cnd valoarea indicat pe ecran este suficient de precis (conine zecimale).12

4. valoarea indicat pe ecranul aparatului depinde de gama de msur selectat: a. pe gamele indicate numai cu valori numerice (fr alte litere), valoarea rezistenei este indicat n voli. b. pe gamele indicate cu litera m, valoarea rezistenei este indicat n milivoli;

4. Frecvenmetru digital de 1MHz Pentru lucrul n joas frecven, de multe ori se dovete util folosirea unui frecvenmetru. Desigur uni oamenii posed un asemenea aparat, fie industrial, fie confecionat dups chema general. Bineneles, rezultatele obinute n msurtori sunt n majoritatea cazurilor direct proporionale cu complexitatea montajului i acurateea execuiei, n cazul celor HOME MADE. Afiarea se face, n majoritatea cazurilor cu 6, 7 sau 8 cifre. Consumul de energie este deobicei, peste 300mA n curent continuu, ajungnd la valori impresionante la variantele T.T.L. cu 8 cifre i diverse divizoare la intrare (de ex. 95H90, 11C90). Montajul propus spre realizare ntrunete cteva caracteristici notabile: - consum redus de energie; - volum fizic redus; - folosirea circuitelor CMOS de fabricaie indigen; - posibilitatea nlocuiri prin circuite TTL sau HCT n cazul n care se dorete extinderea gamei de frecvene msurabile; - afiarea pe numai 4 cifre a informaiei utile; Dup cum se observ n schema principal se disting ase blocuri principale: - divizoare de intrare; - baz de timp cu cuar;13

- modul de numrare-afiare; - circuite ce furnizeaz semnale LE (latch) i RST (reset); - alimentare cu energie; - formatoarele semnalului de intrare; Elementul original al acestui montaj l ntlnim n mod de numrare-afiare i este reprezentat de C.I.-MMC22925, produs la Microelectrica. Acaest capsul DIL16, este de fapt o reproducere a unui celebru cip Naional Semiconductor, notat 74C925.

Realizare practic Baza de timp este construit cu ajutorul unui alt circuit CMOS, respectiv 4060. Acesta conine un oscilator, precum i un ir de 14 divizoare binare. n cazul acestui montaj am folosit un cuar de 32768 Hz (214). La pinul 3 al C.I. 4060 se va obine o divizare cu 214 un semnal de 2 Hz, cu precizia i stabilitatea cuarului.

Pentru a obine semnalul util de 1 Hz pentru acionarea corect a modului de numrare se mai face nc o divizare cu 2 prin intermediul a 490 circuit TTL divizor cu 2 i 5. Semnalul furnizat la ieitrea lui 490 (1 Hz) comand poarta construit cu D1 i D2, a crei ieire atac blocul de numrare-afiare. Paralel se declaneaz un prim monostabil cuprins n C.I.4098 (4528), al crui impuls de ieire este furnizat blocului de numrare la intrare LE, comandnd, totodat, un al doilea monostabil a crei ieire furnizeaz impulsul necesar la intrarea RST. Cronograma asociat funcionri corecte a frecvenmetrului descris pn n acest moment se poate observa n fig.2. Semnalul de intrare este format cu ajutorul porilor NAND 1 i 2. pentru acest loc s-a preferat varianta TTL, respectiv 74LS132. cei ce posed, pot folosi, bineneles, circuite CMOS rapide, tip 74HC132. Urmeaz o prim divizare cu 5 necesar pentru corelarea bazei de timp (1s) cu perioada electiv de msurare efectiv a semnalului precum i furnizarea semnalelor RST i LE. Dup acest divizor, la ieire se va face o nou divizare cu

14

10. Cele dou semnale :5 i :50 ajung printr-un comutator electronic cu patru pori NAND la intrare de numrare CLK, via D1. nfuncie de poziia ntreruptorului I ce comand n c.c. comutatorul, vom obine dou game de msurare a frecvenelor: 0 la 99,99 KHz i 0 la 999,9 KHz. Dup cum am artat, elementul original al montajului este C.I. MMC22925. conform datelor (1), acesta poate msura i afia pn la 1 MHz frecvena de intrare. Rezult deci de altfel c orce alt frecven superioar acestei valori trebuie s sufere o divizare convenabil pentru a putea fi citit. Tensiunea de funcionare optim (+5V) convine i pentru cazul folosirii unor divizoare TTL (74LS90 de exemplu) sau chiar ECL (10131 sau 95H90). Nu recomandm folosirea pe post de prime divizoare a capsulelor CMOS normale, deoarece acestea au o alimentare de 5V i o funcionare corect de cca 3 MHz. Soluia optim ar reprezenta-o familia CMOS rapid (HC, HCT) ce mbin freccvena de lucru gen TTL-Ls, 40-60 MHz cu consum mic al CMOS-urilor (1,5mW) i tensiunea redus de lucru (+5V). n concluzie circuitele folosite depind doar de zestrea fiecrui constructor. n schema electric de baz prezentat au figurat varianta cea mai acceptabil, folosind TTL-LS i CMOS normal. Se pot folosi afioare cu 7 segmente din producia Microeletrica sau tip VQE, cu condiia esenial de a fi de tipul CATOD COMUN. Sursa de alimentare de +5V prezint probleme deosebite, avnd n vedere c afiarea LED cu cel mai gurmand regim n curent se face cu multiplexare, deci cu un regim mediu de cca 35mA. Deci, consumul total va atinge 100mA n cele mai nefavorabile condiii. Prin folosirea n exclusivitate a circuitelor HC i a afielor cu mare randament luminos, la 1-2mA pe segment, consumul poate scdea la numai 20-25mA, devenit o variant portabil. Nu vom da o anume sugestie pentru cablaje, imprimate, deoarece posibilitile multiple de adapatare la piesele disponibile, precum i n cadrul unui complet de msurtori electronice ar face improprie poate desfurarea unui anumite forme sau suprafee.15

5. Voltmetru numeric (digital)

Afiarea numeric a tensiunii msurate rezolv problema erorilor de citire, dar implic o conversie analog-numeric. Dei mrimea care se preteaz cel mai bine conversiei analog-numerice este tensiunea continu, prin conversia corespunztoare la intrarea, aparatele digitale au devenit aproape universale putnd msura tensiuni i cureni n curent continuu, tensiuni i cureni n curent alternativ, frecven i impedane, etc.). Un avantaj al aparatelor numerice este acela c pentru manevrarea lor nu este necesar o specializare a personalului, ele avnd un mod de utilizare simplu i o capacitate de suprancrcare de pn la 100% din valoarea afiat. Schema generala a unui voltmetru digital este prezentat n figura 2. Gama de baz a voltmetrului este de 0-1V sau 0-10V; pentru gama de baz

Fig.2. Schema bloc a voltmetrelor numerice

amplificatorul din blocul de intrare are factorul de amplificare 1, iar impedana de intrare este cea mai mare (de ordinul G ) avnd precizia de funcionare cea mai ridicat. Pentru domenii mai mici amplificarea este supraunitar, iar pentru domenii mai mari se utilizeaz divizoare de tensiune care determin scderea impedanei de intrare. Blocul de intrare furnizeaz la ieire o tensiune continu proporional cu mrimea de msurat. Blocul specific, considerat cel mai important este convertorul analognumeric, care, prin compararea tensiunii de intrare cu tensiunea de referin16

genereaz, pe baza unui cod, o succesiune de impulsuri ce sunt aplicate numrtorului. Exist mai multe moduri de realizare a conversiei i mai multe criterii de clasificare a convertoarelor. Clasificarea convertoarelor determin i clasificarea voltmetrelor numerice. Cel mai general criteriu este: voltmetre integratoare i voltmetre neintegratoare. Voltmetrele neintegratoare eantioneaz tensiunile de msurat i furnizeaz valoarea instantanee n momentul eantionrii, are viteza de lucru foarte mare, dar are nevoie de filtrare tensiunii msurate ceea ce reduce de fapt viteza de msurare (datorit constantei de timp a filtrului). Voltmetrele integratoare, care msoar valoarea medie pe un interval de timp a tensiunii de intrare, intervalul de timp fiind de 20ms sau multiplu de 20ms pentru rejecia perturbaiei pentru 50Hz. Timpul de msurare crete (se pot realiza maxim 10 msurri pe secund), dar prezint avantajul rejeciei perturbaiilor de 50Hz fr a fi necesare filtre suplimentare. Numrtorul numr impulsurile primite de la convertor. La ieire este generat valoarea numeric a tensiunii msurate realizndu-se i conversia de cod necesara. 6. Voltmetru digital cu convertor analog-digital cu compensare cu tensiune crescatoare in trepte Elemente componente:

convertorul analog-digital contine un comparator, un circuit poarta si un convertor digital-analog; comparatorul compara tensiunea de masurat cu tensiunea de referinta variabila in trepte, generata de convertorul digital-analog numaratorul numara impulsurile primite si comanda convertorul digital -analog;

rezultatul este decodificat si afisat numeric.

17

Functionarea Se bazeaza pe compararea tensiunii de masurat cu o tensiune de referinta variabila generata in interiorul aparatului de masurat digital de un convertor digital-analog.

convertorul primeste de la un bloc numeric o serie de impulsuri si da la iesire o tensiune ce variaza in functie de nr. impulsurilor primite; tensiunea generata de convertorul digital-analog poate sa varieze in trepte sau prin aproximatii succesive;

18

circuitele bistabile B1, B2, B3, B4 sunt in starea zero a.i. U de referinta este zero (starea initiala) cand Ux Uref comparatorul comanda deschiderea circuitului poarta prin care trec impulsurile de la generatorul de tact spre numarator; cand tensiunea de referinta egaleaza tensiunea de masurat comparatorul comanda inchiderea circuitului poarta; cat timp poarta a fost deschisa au trecut spre numarator impulsuri care au fost numarate; numaratorul a comandat si convertorul digital-analog a.i. valoarea tensiunii de referinta depinde de nr. impulsurilor care au trecut prin poarta; rezultatul numararii indica valoarea tensiunii de referinta si pe cea a tensiunii de masurat; fiecarui impuls ii corespunde o treapta elementara de variatie a tensiunii de referinta, iar rezultatul numararii, decodificat, poate fi afisat numeric direct in V.

7. Voltmetre digitale cu rampa n trepte In cazul CAN cu aproximare succesiv schema se complic datorit necesitii obineriin fiecare pas a unei tensiuni ponderate corespunztoare bitului determinat cu care trebuie comparat tensiunea de convertit Ux. Dac n loc s se fac comparaia cu un numr de tensiuni ponderate cu 2-n (situaie n care se obine numrul minim de comparaie) se face comparaia cu un numr de tensiuni care difer ntre ele printr-o anumit cantitate egala q (care va reprezenta practic rezoluia sistemului) se va obine o simplificare substaniala a schemei dar o mrime a timpului de conversie (numrul de comparaie nemaifiind minim).19

Un generator de tensiune n trepte poate fi obinut dintr-un numrtor cuplat cu un CNA, tensiunea la ieirea CNA-ului fiind proporional cu N(numrul nscris la un moment dat n numrtor ) i un q, adic: Uc=N*q

Fig. 3. CAN cu tensiune in trepte egale

Dac pornind de la valoarea zero nscris n numrtor, incrementm numrtorul cu cte o unitate, i facem permanent comparaia tensiunii Uc cu tensiunea Ux(de convertit) atunci cnd comparatorul va sesiza egalitatea vom putea exprima numeric pe Ux prin numrul nscris n acel moment n numrtor, adic: Ux=N*q In figura 3 este prezentat schema unui convertor analog numeric care exemplific acest principiu. Schema conine un generator de frecventa G1, care genereaz impulsuri cu frecvena f1 ce incrementeaz numrtorul N, un comparator C care compar tensiunea Ux cu tensiunea de la ieirea convertorului CNA. Ct timp Ux