嵌入式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理及應用(編輯修改稿)
2025-07-14 00:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 對系統(tǒng)的影響。 2 嵌入式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結構及影響轉(zhuǎn)換的原因和消除方法 所謂嵌入式模數(shù)轉(zhuǎn)換器是指將模擬多路開關、采樣保持、A/D轉(zhuǎn)換、微控制器集成在一個芯片上，經(jīng)常采用逐次比較型進行A/D轉(zhuǎn)換，模擬輸入信號一般為非負單極性，且輸入信號的電壓范圍為0～AVREF，A/D轉(zhuǎn)換器具有獨立的模擬電源與參考電壓。 在實際應用中，由于輸入信號的輸出電阻不同，如果輸出電阻過大，會引起實際測量的電壓分壓過小，因而引起測量值較實際值偏小；或者由于輸入信號為雙極性模擬信號，不能直接與嵌入式微控制器相連，必須采取特殊措施，使雙極性模擬信號轉(zhuǎn)換為可以直接測量的非負單極性信號；還有如果輸入信號幅值過大，以至于超過參考電壓，也必須引入將壓環(huán)節(jié)，使輸入電壓低于參考電壓，等等，下面對以上影響逐一進行分析。 模擬輸入信號阻抗對采樣的影響 采樣過程是采樣電容充電，跟蹤輸入模擬信號電壓的過程，由于采樣電路存在模擬多路開關阻抗、采樣開關阻抗和輸入信號源阻抗，因此，其轉(zhuǎn)換時間受模擬多路開關阻抗、采樣開關阻抗與輸入信號源阻抗的影響，模擬多路開關與輸入信號源的阻抗越大則其轉(zhuǎn)換時間越長。 逐次比較型A/D的輸入端等效電路如下圖所示： 圖1 逐次比較型A/D的輸入端等效電路 其中，RIN為輸入模擬信號內(nèi)阻，VS為輸入模擬電壓信號，RSH為模擬多路開關與采樣開關的等效電阻，VSH為采樣電容的充電電壓，由等效電路可以看出，輸入模擬信號內(nèi)阻越大，則采樣電容充電時間越長，因此，對于采樣頻率要求越高的場合，要求模擬輸入信號內(nèi)阻必須越小，在應用時必須首先估算在規(guī)定的采樣頻率下，對模擬輸入信號內(nèi)阻的要求。由電路理論可以求得RIN所允許的最大值（假設采樣時間為T）： 如果信號源內(nèi)阻達不到要求，則需使用一個輸出阻抗很小的緩沖器，例如可以使用電壓跟隨器，使信號源的輸出阻抗達到A/D轉(zhuǎn)換器所要求的輸入阻抗的范圍之內(nèi)。
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