數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換原理-資料下載頁
2025-01-18 18:45本頁面
【正文】 一位保留 。 ③ 然后 ， 按同樣的方法將次高位置成 1， 并且經(jīng)過比較以后確定這個(gè) 1是保留還是清除 。 這樣逐位比較下去 ， 一直到最低位為止 。 比較完畢后 ， SAR中的狀態(tài)就是所要求的數(shù)字量輸出 。 逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理： 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 例：若 UREF＝ 4V， n＝ 4。當(dāng)采樣保持電路輸出電壓 uI′=，試列表說明逐次逼近型 ADC電路的 A/D轉(zhuǎn)換過程。 解：量化單位為 V2501642 |U| nR E F .＝＝＝?偏移電壓為 Δ /2＝ D A C 輸出Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 u O ＝D n ? Δ u I ′ u O ′＝u O Δ /20 0 0 0 0 清01 1 0 0 0 2V u O ′≤ u I ′ 保留2 1 1 0 0 3V u O ′ u I ′ 去除3 1 0 1 0 u O ′≤ u I ′ 保留4 1 0 1 1 u O ′ u I ′ 去除5 1 0 1 0 取樣 輸出/ 取樣邏輯操作CP節(jié)拍S A R 的數(shù)碼值 比較器輸入比較判別轉(zhuǎn)換的結(jié)果為： d3d2d1d0＝ 1010。 雙積分型 ADC的轉(zhuǎn)換原理是先將模擬電壓 UI轉(zhuǎn)換成與其大小成正比的時(shí)間間隔 T， 再利用基準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖通過計(jì)數(shù)器將 T變換成數(shù)字量 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器 這種 A/D轉(zhuǎn)換器具有很多 優(yōu)點(diǎn) 。 首先 ， 其轉(zhuǎn)換結(jié)果與時(shí)間常數(shù) RC無關(guān) ， 從而消除了由于斜波電壓非線性帶來的誤差 ，允許積分電容在一個(gè)較寬范圍內(nèi)變化 ， 而不影響轉(zhuǎn)換結(jié)果 。其次 ， 由于輸入信號(hào)積分的時(shí)間較長 ， 且是一個(gè)固定值 T1，而 T2正比于輸入信號(hào)在 T1內(nèi)的平均值 ， 這對(duì)于疊加在輸入信號(hào)上的干擾信號(hào)有很強(qiáng)的抑制能力 。 最后 ， 這種 A/D轉(zhuǎn)換器不必采用高穩(wěn)定度的時(shí)鐘源 ， 它只要求時(shí)鐘源在一個(gè)轉(zhuǎn)換周期（ T1+T2） 內(nèi)保持穩(wěn)定即可 。 這種轉(zhuǎn)換器被廣泛 應(yīng)用于要求精度較高而轉(zhuǎn)換速度要求不高的儀器中 。 mVVV 1010122 1 ???分辨率 = 1. 分辨率 分辨率指 A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入模擬信號(hào)的分辨能力 。 從理論上講 ， 一個(gè) n位二進(jìn)制數(shù)輸出的 A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)能區(qū)分輸入模擬電壓的 2n個(gè)不同量級(jí) ， 能區(qū)分輸入模擬電壓的最小差異為 （ 滿量程輸入的 1/2n） 。 FSRn21 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 三、 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 例如， A/D轉(zhuǎn)換器的輸出為 12位二進(jìn)制數(shù)，最大輸入模擬信號(hào)為 10V，則其分辨率為 2. 轉(zhuǎn)換時(shí)間是指 A/D轉(zhuǎn)換器從接到轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)開始 ， 到輸出端獲得穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過的時(shí)間 。 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型 ， 不同類型 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度相差很大 。 ① 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度 最慢 ， 需 幾百毫秒 左右； ② 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度 較快 ， 需 幾十微秒 ； ③ 并行比較型 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度 最快 ， 僅需 幾十納秒 時(shí)間 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 3. 轉(zhuǎn)換誤差 它表示 A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上輸出的數(shù)字量之間的差別 。 常用 最低有效位的倍數(shù) 表示 。 例如，轉(zhuǎn)換誤差 ≤ 。就表明實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上應(yīng)得到的輸出數(shù)字量之間的誤差小于最低位的半個(gè)字。 LSB21?例：某信號(hào)采集系統(tǒng)要求用一片 A/D轉(zhuǎn)換集成芯片在 1s內(nèi)對(duì) 16個(gè)熱電偶的輸出電壓分?jǐn)?shù)進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。已知熱電偶輸出電壓范圍為 0～ 25mV（對(duì)應(yīng)于 0～ 450℃ 溫度范圍），需分辨的溫度為 ℃ ，試問應(yīng)選擇幾位的 A/D轉(zhuǎn)換器？其轉(zhuǎn)換時(shí)間為多少？ 解： 4500145010 ?.分辨率 = 409612112 ?12位 ADC的分辨率 = 故需選用 13位 A/D轉(zhuǎn)換器。 ms562161 .?轉(zhuǎn)換時(shí)間 = 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 四、 8位集成 ADC0809 分辨率： 8位 精度： 8位 轉(zhuǎn)換時(shí)間： 100181。s 增益溫度系數(shù)： 20ppm/℃ 輸入電平： TTL 功耗： 15mW ADC0809是采用 CMOS工藝制成的 8位 八通道 逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。 ② 發(fā)出 A/D轉(zhuǎn)換 啟動(dòng)信號(hào) START，在 START的 上升沿 將 SAR清 0，轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志 EOC變?yōu)榈碗娖剑?START的 下降沿開始轉(zhuǎn)換 ； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ④ 轉(zhuǎn)換結(jié)束后， EOC跳為高電平 ，在 OE端輸入高電平，從而得到轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。 ① 輸入 3位地址信號(hào)，在 ALE脈沖的 上升沿 將 地址鎖存 ，經(jīng)譯碼選通某一通道的模擬信號(hào)進(jìn)入比較器； ③ 轉(zhuǎn)換過程在時(shí)鐘脈沖 CLK的控制下進(jìn)行； IN0～ IN7： 8路模擬電壓輸入 。 ADDC、 ADDB、 ADDA： 3位地址信號(hào) 。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入 ， 高電平有效 。 D7～ D0（ 21～ 28） ： 8位二進(jìn)制數(shù)碼輸出 。 OE：輸出允許信號(hào) ， 高電平有效 。 即當(dāng) OE=1時(shí) ， 打開輸出鎖存器的三態(tài)門 ， 將數(shù)據(jù)送出 。 UR(+)和 UR()：基準(zhǔn)電壓的正端和負(fù)端 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端 。 一般在此端加 500kHz的時(shí)鐘信號(hào) 。 START： A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào) ， 為一 正脈沖 。 在 START的上升沿將逐次比較寄存器 SAR清 0， 在其下降沿開始 A/D轉(zhuǎn)換過程 。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志輸出信號(hào) 。 在 START信號(hào)上升沿之后 EOC信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑划?dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后 ， EOC變?yōu)楦唠娖?。 此信號(hào)可作為向 CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào) 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 第 8章 小結(jié) A/D、 D/A轉(zhuǎn)換器的主要特性參數(shù)及使用方法 ； A/D、 D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理。
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