921ad轉(zhuǎn)換的一般工作過程(已修改)
2025-10-23 16:25 本頁面
【正文】 A/D轉(zhuǎn)換的一般工作過程 并行比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) A/D 轉(zhuǎn)換器 集成 A/D轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用 A/D轉(zhuǎn)換器要將時(shí)間上連續(xù) ， 幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時(shí)間上離散 ， 幅值也離散的數(shù)字信號(hào) ， 它一般要包括 取樣 ， 保持 ， 量化及編碼 4個(gè)過程 。 A/D轉(zhuǎn)換器概述 ADC Dn~D0 輸出數(shù)字量 輸入模擬電壓 能將模擬電壓成正比地轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字量 。 1. A/D功能 : 取樣 時(shí)間上離散的信號(hào) 保持、量化 量值上也離散的信號(hào) 編碼 模擬信號(hào) 時(shí)間上和量值上都連續(xù) 數(shù)字信號(hào) 時(shí)間上和量值上都離散 A/D轉(zhuǎn)換器一般要包括 取樣 ， 保持 ， 量化及編碼 4個(gè)過程 。 A/D轉(zhuǎn)換器概述 ? 2. A/D轉(zhuǎn)換器分類 ① 并聯(lián)比較型 特點(diǎn) : 轉(zhuǎn)換速度快 ,轉(zhuǎn)換時(shí)間 10ns ~1?s, 但 電路復(fù)雜。 ② 逐次逼近型 特點(diǎn) : 轉(zhuǎn)換速度適中 ,轉(zhuǎn)換時(shí)間 為幾 ?s ~100 ?s, 轉(zhuǎn)換精度高，在轉(zhuǎn)換速度和硬件復(fù)雜度之間達(dá)到一個(gè)很好的平衡 。 ③ 雙積分型 特點(diǎn) : 轉(zhuǎn)換速度慢 ,轉(zhuǎn)換時(shí)間 幾百 ?s ~幾 ms,但抗干擾能力最強(qiáng)。 A/D轉(zhuǎn)換器概述 A/D轉(zhuǎn)換的一般工作過程 1. 取樣與保持 采樣是將隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為在時(shí)間離散的模擬量 。 采樣信號(hào) S(t)的頻率愈高，所采得信號(hào)經(jīng)低通濾波器后愈能真實(shí)地復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)。合理的采樣頻率由采樣定理確定 。 采樣定理：設(shè)采樣信號(hào) S(t)的頻率為 fs，輸入模擬信號(hào) ?I(t)的最高頻率分量的頻率為 fimax， 則 fs ≥ 2 fimax 要將取樣電路每次采得模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)都需要一定時(shí)間，為了給后續(xù)的量化編碼過程提供一個(gè)穩(wěn)定的值，在取樣電路后要保加持電路，將所采樣的模擬信號(hào)保持一段時(shí)間。取樣與保持過程往往是通過采樣與保持電路同時(shí)完成的。 電路要求： AV1?AV2= 1 A1 的 Ri 高， A2 的 Ri 高， A2 的 Ro低 采樣 不能放電 保持 1. 取樣與保持 A/D轉(zhuǎn)換的一般工作過程 （ 1）電路及工作原理 2. 量化與編碼 ?為將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，在 A/D轉(zhuǎn)換過程中，必須將采樣 –保持電路的輸出電量 ，按某種近似方式歸化到與之相應(yīng)的離散電平上。這一轉(zhuǎn)化過程我們稱為數(shù)值量化，簡(jiǎn)稱量化。 任何一個(gè)數(shù)字量的大小只能是某個(gè)規(guī)定的最小數(shù)量單位的整數(shù)倍。 ?量化后的數(shù)值最后還需通過編碼過程用一個(gè)代碼表示出來。經(jīng)編碼后得到的代碼就是 A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量。 A/D轉(zhuǎn)換的一般工作過程 量化 編碼 (1)量化及量化誤差 ?量化過程中所取最小數(shù)量單位稱為量化單位用 ?表示。它是數(shù)字信號(hào)最低位為 1時(shí)所對(duì)應(yīng)的模擬量，即 1LSB。任何一個(gè)數(shù)字量的大小只能是某個(gè)規(guī)定的最小數(shù)量單位的整數(shù)倍。 ?在量化過程中由于采樣電壓不一定能被 ?整除，所以量化前后不可避免地存在誤差，此誤差我們稱之為量化誤差，用 ?表示。 ?量化誤差屬原理誤差，它是無法消除的。 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，各離散電平之間的差值越小，量化誤差越小。 ?兩種近似量化方式：只舍不入量化方式和四舍五入的量化方式。 A/D轉(zhuǎn)換的一般工作過程 ?只舍不入量化方式 :量化中把不足 1個(gè)量化單位的部分舍棄； ? ?最大量化誤差為： ?四舍五入量化方式 :量化過程將不足半個(gè)量化單位部分舍棄，對(duì)于等于或大于半個(gè)量化單位部分按一個(gè)量化單位處理。其最大量化誤差為： 最大量化誤差為 （ 2）兩種量化方式 0 1V 111 110 101 100 011 010 001 000 0Δ=0 v 7Δ=7/8 v 6Δ=6/8 v 5Δ
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