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2025-06-20 07:08本頁面
【正文】 模擬量輸入通道及接口 CD4051多路開關(guān)譯碼邏輯 INH C B A 與 3相連的信號 0 0 0 0 X0 0 0 0 1 X1 0 0 1 0 X2 0 0 1 1 X3 0 1 0 0 X4 0 1 0 1 X5 0 1 1 0 X6 0 1 1 1 X7 1 x x x 無 采樣保持器 ? 采樣保持器是對輸入信號進(jìn)行采集、保持的器 件，采集瞬時電壓信號并保持。而 A/D轉(zhuǎn)換是需要一定時間的，為了在這段時間里將采集的信號維持不變，保證轉(zhuǎn)換精度，需加采樣保持器。通常，要求充電時間越短越好，以使電容迅速達(dá)到輸入電壓值。 A／ D轉(zhuǎn)換器就根據(jù)電容 C上的電壓進(jìn)行整量化。 １、雙積分 A/D轉(zhuǎn)換器原理 : 圖 817 ? 組成：積分器、比較器、電子開關(guān)、計數(shù)器、定時與控制邏輯五部分組成。一次轉(zhuǎn)換需要 2次積分，故稱雙積分。 ? 由于參考電壓與輸入電壓反向，且參考電壓恒定，所以反向積分斜率固定 ,反向積分時間 T正比于輸入電壓。 結(jié)論 : (1)雙積分 A/D分辨率提高，需提高時鐘頻率或降 低 Vref。 （ 2）對交流干擾有較強(qiáng)的抑制能力，因是積分過程 。 ? 如圖 818 （二分搜索法） ? 組成： D/A轉(zhuǎn)換器、比較器、逐次逼近數(shù)字寄存器（ SAR）、控制邏輯、輸出緩沖器。 逐位逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器原理 (5)置次高位為 1， 重復(fù)（ 3）、（ 4）步，直到 SAR所有寄存器 位處理完。 結(jié)論 ： (1)逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器的精度取決于 D/A的精度，與比較器有關(guān)； (2)A/D轉(zhuǎn)換的滿量程是 D/A輸入為全 1時的輸出電壓。當(dāng) Vx5V時，數(shù)字量輸出全為 1。 (3)D/A的位數(shù)越高，分辨率越高，轉(zhuǎn)換時間越長。 (4) 比較器比較 Vx和 Vs，若 VxVs, 比較器輸出 1，說明前步置 1正確 ,予以保留；若 VxVs, 比較器輸出 0，說明前步置 1不正確，清除之； 舉例說明 工作過程 設(shè)逐次逼近寄存器 SAR 是 8位，基準(zhǔn)電 壓 ， 模擬輸入電壓 ， 轉(zhuǎn)換成二 進(jìn)制數(shù)碼。因為 ， Ui Uf，予以保留此位的 “ 1” 。 第三個時鐘脈沖到來時 ， SAR 狀態(tài)置為 11100000，經(jīng) D／ A 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生反饋電 壓 U f ? ? ?7 68 10 242 8 963. . .V， 因 Ui Uf ， SAR 此位應(yīng)置 “ 0 ”。 第四個時鐘脈沖到來時 ， SAR 狀態(tài)又置 為 11010000， ......。 8位逐次逼近 A／ D轉(zhuǎn)換過程 次數(shù) SAR中 的數(shù)碼 D/Ａ 產(chǎn)生的 (V) 去 ／ 留碼 判斷 本次操作后 SAR 中的數(shù)碼 1 2 3 4 5 6 7 8 10000000 11000000 11100000 11010000 11001000 11001100 11001110 11001111 ， 留 1 ， 留 1 ， 留 0 ， 留 0 ， 留 1 ， 留 1 ， 留 1 ， 留 1 10000000 11000000 11000000 11000000 11001000 11001100 11001110 11001111 UfU Uf i?U Uf i?U Uf i?U Uf i?U Uf i?U Uf i?U Uf i?U Uf i?由上表可見 ： 經(jīng)過 8 次比較之后 ， SAR 的數(shù)據(jù)寄存 器中所建立的數(shù)碼 11001111即為轉(zhuǎn)換結(jié)果 。 (1)分辨率：表示能分辨最小的量化信號的能力。 N位 A／ D轉(zhuǎn)換器分辨率為 N位，它對輸入量變化的敏感程度為輸入滿刻度的 1／ 2N。由量化誤差、偏移誤差和線性誤差等所有誤差引起。 ? A／ D轉(zhuǎn)換器的輸入信號是連續(xù)的模擬量，輸出是離散的數(shù)字量。有某些點的模擬量與數(shù)字量是一一對應(yīng)的，它們之間沒有誤差，轉(zhuǎn)換精度為 177。但更多的點是接近某一數(shù)字量，輸出與實際輸入存在轉(zhuǎn)換誤差最大為 177。（量化誤差） (3)轉(zhuǎn)換時間與轉(zhuǎn)換率 轉(zhuǎn)換時間：完成一次 A/D轉(zhuǎn)換所需要的時間。 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換時間：幾 us 幾十 us； 25us 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換時間： 幾 ms 幾十 ms； (4)電源靈敏度 定義：電源電壓變化，引起 A/D輸出數(shù)據(jù)的變化，折合到輸入變化量的百分?jǐn)?shù)。 主要性能指標(biāo)： （ 1）分辨率： 8位 （ 2）最大不可調(diào)誤差： 177。 標(biāo)準(zhǔn) f = 640kHZ, 轉(zhuǎn)換時間 100uS。 （ b） 256R T型電阻網(wǎng)絡(luò)、開關(guān)樹：組成 8位 DAC轉(zhuǎn)換器。 （ 1
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