項目6：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換(編輯修改稿)
2025-06-19 21:56 本頁面
【文章內容簡介】 3. 轉換速度 從輸入的數(shù)字量發(fā)生突變開始，到輸出電壓進入與穩(wěn)定值相差177。 ，稱為建立時間 tset。目前單片集成 D/A轉換器（不包括運算放大器）的建立時間最短達到 。 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 四、 8位集成 DAC0832 8位 輸入 寄存器 8位 DAC 寄存器 8位 D/A 轉換器 UREF IOUT2 Rfb AGND VCC DGND DI7~DI0 CS WR1 WR2 XFER ILE LE LE IOUT1 amp。 amp。 amp。 RFB 它由一個 8位輸入寄存器 、一個 8位 DAC寄存器 和一個 8位 D/A轉換器 三大部分組成， D/A轉換器采用 了倒 T型 R2R電阻網絡 。 LE＝ 1，跟隨 ＝ 0，鎖存 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 DI7～ DI0： 8位輸入數(shù)據信號。 IOUT1： DAC輸出電流 1。當 DAC鎖存器中為全 1時， IOUT1最大（滿量程輸出）；為全 0時， IOUT1為 0。 IOUT2： DAC輸出電流 2。它作為運算放大器的另一個差分輸入信號（一般接地）。滿足 IOUT1+IOUT2 ＝ Rfb：反饋電阻（內已含一個反饋電阻）接線端。 DAC0832中無運放，且為電流輸出，使用時須外接運放。芯片中已設置了 Rfb，只要將此引腳接到運放的輸出端即可。若運放增益不夠，還須外加反饋電阻。 ILE：輸入鎖存允許信號，高電平有效。 CS：片選信號，低電平有效。 WR1：輸入數(shù)據選通信號，低電平有效。（ 上升沿鎖存） XFER：數(shù)據傳送選通信號，低電平有效。 WR2：數(shù)據傳送選通信號，低電平有效。（ 上升沿鎖存） 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 任何導線都可以被理解成電阻，因此，盡管連在一起的“地”，其各個位置上的電壓也并非一致的，對于數(shù)字電路，由于噪聲容限較高，通常是不需要考慮“地”的形式的，但對于模擬電路而言，這個不同地方的“地”對測量的精度是構成影響的，因此， 通常是把數(shù)字電路部分的地和模擬部分的地分開布線 ，只在板中的一點把它們連接起來。 DGND：數(shù)字地 ， 是控制電路中各種數(shù)字電路的零電位 。 AGND：模擬地，是放大器、 A/D和 D/A轉換器中模擬電路的零電位。 UREF：參考電壓輸入 。 一般此端外接一個精確 、 穩(wěn)定的電壓基準源 。 UREF可在 10V至 +10V范圍內選擇 。 UCC：電源輸入端 （ 一般取 +5V～ +15V） 。 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 分辨率： 8位 建立時間： 1181。s 增益溫度系數(shù)： 20ppm/℃ （ ppm百萬分之一， 106） 輸入電平： TTL 功耗： 20mW 當 ILE、 CS和 WR1同時有效時 ， 輸入數(shù)據 DI7～ DI0進入輸入寄存器；并在 WR1的上升沿實現(xiàn)數(shù)據鎖存 。 當 WR2和 XFER同時有效時 ， 輸入寄存器的數(shù)據進入 DAC寄存器；并在 WR2的上升沿實現(xiàn)數(shù)據鎖存 。 八位 D/A轉換電路隨時將 DAC寄存器的數(shù)據轉換為模擬信號 （ IOUT1+IOUT2） 輸出 。 DAC0832 的使用有 雙緩沖器型 、 單緩沖器型 和 直通型 三種工作方式。 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 DAC0832的三種工作方式 （ b） 單緩沖方式 ：適合在不要求多片 D/A同時輸出時。此時只需一次寫操作，就開始轉換，提高了 D/A的數(shù)據吞吐量。 （ a） 雙緩沖方式 ：采用二次緩沖方式，可在輸出的同時，采集下一個數(shù)據，提高了轉換速度；也可在多個轉換器同時工作時，實現(xiàn)多通道 D/A的同步轉換輸出。 （ c） 直通方式 ：輸出隨輸入的變化隨時轉換。 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 A/D轉換是將模擬信號轉換為數(shù)字信號，轉換過程通過 取樣、保持、量化和編碼 四個步驟完成。一般前兩步由采樣保持電路 完成， 量化和編碼由 ADC來完成。 單元 2 模數(shù)轉換器 一、 A/D轉換器的基本工作原理 采樣 保持 量化 編碼 VI DO 模擬量輸入 數(shù)字量輸出 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 取樣 （ 也稱采樣 ） 是將時間上連續(xù)變化的信號 ， 轉換為時間上離散的信號 ， 即將時間上連續(xù)變化的模擬量轉換為一系列等間隔的脈沖 ， 脈沖的幅度取決于輸入模擬量 。 取樣過程 采樣脈沖 輸入模擬信號 采樣輸出信號 m a x2 ff s ?采樣定理： 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 uI( t )tuO( t )t00 采樣過程的實質就是將連續(xù)變化的模擬信號變成一串等距不等幅的脈沖。 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 模擬信號經采樣后 ， 得到一系列 樣值脈沖 。 采樣脈沖寬度τ 一般是很短暫的 ， 在下一個采樣脈沖到來之前 ， 應暫時保持所取得的樣值脈沖幅度 ， 以便進行轉換 。 因此 ， 在取樣電路之后須加 保持電路 。 ① 在采樣脈沖 S(t)到來的時間 τ 內， VT導通， UI(t)向電容 C充電，假定充電時間常數(shù)遠小于 τ ， 則有： UO(t)＝ US(t)＝ UI(t)。 －－采樣 ② 采樣結束， VT截止，而電容 C上電壓保持充電電壓 UI(t)不變，直到下一個采樣脈沖到來為止。 －－保持 場效應管 VT為 采樣門 ，電容 C為 保持電容 ，運算放大器為 跟隨器 ，起緩沖 隔離 作用。 取樣保持電路及輸出波形 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 輸入的模擬電壓經過取樣保持后 ， 得到的是 階梯波 。 而該階梯波仍是一個可以連續(xù)取值的模擬量 ， 但 n位數(shù)字量只能表示 2n個數(shù)值 。 因此 ， 用數(shù)字量來表示連續(xù)變化的模擬量時就有一個類似于 四舍五入的近似問題 。 在 A/D轉換器中 ,將模擬電壓轉換成數(shù)字信號 ,其數(shù)字信號最低位 LSB=1所對應的模擬電壓的大小稱為量化單位 S 。 在進行 A/D轉換時 ,必須把采樣電壓化為這個量化單位 S的整數(shù)倍 ,這個轉化過程稱為量化。一般被轉換的模擬電壓不可能被 S整除 ,這種因素引起的誤差稱為量化誤差。 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 量化的方法一般有兩種： 只舍不入法 和 有舍有入法 。 把量化的結果用 二進制代碼 來表示各個量化電平的過程稱為 編碼。 這些代碼就是 A/D轉換的輸出數(shù)字量，而量化及編碼電路即為 A/D轉換器電路。 取樣保持后未量化的 Uo值與量化電平 Uq值通常是不相等的，其差值稱為量化誤差 ε，即 ε=UoUq。代碼位數(shù)越多，量化等級越細， ε 就越小，但相應的編碼電路也就越復雜。 項目 5：多路數(shù)據采集系統(tǒng)的采集與轉換 1) 當 Uo的尾數(shù) ＜ S時 ， 舍尾取整 。 這種方法 ε 總為
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