大學(xué)課件：第9章2模數(shù)轉(zhuǎn)換(存儲(chǔ)版)
【正文】 對重物進(jìn)行稱量 。 它由比較器、逐次逼近寄存器 (SAR)、 DAC和輸出寄存器組成。 A iF i ADC 雙積分 ADC是一種間接的轉(zhuǎn)換方法 ， 模擬電壓首先被轉(zhuǎn)換為時(shí)間間隔 ， 然后通過計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量 。 ⒉ 工作性能穩(wěn)定 。 ⒉ 分解度亦稱分辨率 。 ⒋ 精度：指產(chǎn)生一個(gè)給定的數(shù)字量輸出所需模擬電壓的理想值與實(shí)際值之間總的誤差 ， 其中包括量化誤差 、 零點(diǎn)誤差及非線性等產(chǎn)生的誤差 。其電平與 MOS和 TTL都兼容 。 ? 圖 919為一典型的八路計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) （ DAS） 。 2551八位 DAC的分辨率等于 10231十位 DAC的分辨率等于 題 95解：倒 T型電阻網(wǎng)絡(luò)電路由參考電壓源流入電阻網(wǎng)絡(luò)的參考電流 RVI REFR ?其輸出最小模擬電壓為： RRVvnFREFO 2m i n ??由已知 IR=4mA， VOmin=，可求出： ????? ? kIVRRREF 104103由此可畫出電路圖如下： ?????? kVRVRR E FOF 210 m i n4iA↓ iB↓ iC↓ i3 i2 i1 i0 VREF S3 S2 S1 S0 iF IR= VREF R IR 16 RF2kΩ vo R R 2R 2R 2R 2R 2R A + iI 1 1 1 1 0 0 0 0 倒 T型電阻網(wǎng)絡(luò) DAC A B C D 題 96解：倒 T型電阻網(wǎng)絡(luò)電路的輸出模擬電壓為 ??????1022niiinFREFO aRRVv現(xiàn)要組成的倒 T型電阻網(wǎng)絡(luò)電路輸入與輸出的關(guān)系為： vO=10(a121+a222+… +a626)。 題 99解： 由于 T2與 T1鏡象對稱 ， 所以 T2集電極電流也為 IO給電容 C充電 。 題 912解： 并行比較 ADC是由電阻分壓器 、電壓比較器和編碼器三部分組成 。 模擬信號(hào)首先轉(zhuǎn)換成時(shí)間間隔 ， 然后通過計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 。第二次積分時(shí)間 t2t1轉(zhuǎn)換成脈沖個(gè)數(shù)即為被轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量 。 ⑶ 因?yàn)殡p積分 ADC使用了積分器 ， 轉(zhuǎn)換期間是轉(zhuǎn)換 vI的平均值 ， 所以對交流信號(hào) ， 尤其是工頻信號(hào)有很強(qiáng)的抑制能力 。 當(dāng) t=t2時(shí)刻積分器輸出為 0， 計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù) ， 轉(zhuǎn)換過程結(jié)束 。 逐次逼近式 ADC工作速度較快 ， n位逐次逼近 ADC 完 成 一 次 轉(zhuǎn) 換 時(shí) 間 為t=(n+2)TC， 其中 TC為時(shí)鐘周期 。 量化有兩種方法： 只舍不入法 ， 將不夠量化單位的值舍掉； 有舍有入法 （ 四舍五入法 ） ， 將小于 △ /2的值舍去 ， 將小于 △ 而大于 △ /2的值視為數(shù)字量 △ 。 當(dāng) 6端電位 V 6＜ 2/3VCC時(shí) ， 7端斷開 ， T3導(dǎo)通 、 T1導(dǎo)通 ， D1截止 ， T1為 DAC提供電流IO。 例如片選信號(hào) （ ） 、讀出使能信號(hào) （ ） 、 系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào) 、 觸發(fā)信號(hào)等 。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中是非常重要的 。 ? ADC0801是八位逐次逼近式 ADC， 采用 CMOS工藝 ， 20腳雙列直插式封裝 。 如采用有舍有入量化法的理想轉(zhuǎn)換器的量化誤差為 177。 或每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù) 。 所以 t=t2時(shí)刻上式可寫作： )(2 1ttRCVTRCv R E FCnI ??????)(20 12 ttRCVTRCv R E FCnI ??????CREFCnI TDRCVTRCv ????? 2若這時(shí)計(jì)數(shù)器所計(jì)脈沖個(gè)數(shù)為 D，則上式可寫作： IR E FnvVD2?由上述分析可知 ， 雙積分 ADC完成一次轉(zhuǎn)換所需時(shí)間為： Cn TDT )2( ??雙積分 ADC具有以下特點(diǎn)： ⒈ 具有很強(qiáng)的抑制交流干擾信號(hào)的能力 。 ⒊ 轉(zhuǎn)換的抗干擾特性較差 。 ? 逐次逼近型 ADC與計(jì)數(shù)型 ADC的區(qū)別在于逐次逼近 ADC是采用自高位到低位逐次比較計(jì)數(shù)的方法 。 ADC ? 反饋比較式 A/D轉(zhuǎn)換與天平稱量重物原理類似 。否則輸出為 1。 常用的編碼是二進(jìn)制編碼 。 ? 例如滿刻度為 15mV的模擬電壓用 0001表示1mV， 1111表示 15mV。 ⑵ 保持電壓下降速率：指在保持階段采樣保持電路輸出電壓在單位時(shí)間內(nèi)所下降的幅值 。 當(dāng) vS由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí) ， 三極管截止 ， 相當(dāng)于開關(guān)斷開 。 ? 因?yàn)槿魏我粋€(gè)模擬信號(hào)都可以看作是由若干個(gè)不同頻率的正弦信號(hào)疊加而成 ， 所以用圖 98所示電路說明采樣定理的物理意義 。 ? 由于 A/D轉(zhuǎn)換需要時(shí)間，所以采樣得到的“樣值”在 A/D轉(zhuǎn)換期間就不能改變，因此對采樣得到的信號(hào)“樣值”就需要保持一段時(shí)間，直到下一次采樣。 ? ⒈ 采樣與保持 ? 采樣就是按一定時(shí)間間隔采集模擬信號(hào)。 0 t 0 t vO vO vI vI vS 圖 97采樣保持電路示意圖與波形 (b)波形圖 ⒉ 采樣定理 ? 采樣定理：只有當(dāng)采樣頻率大于模擬信號(hào)最高頻率分量
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