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《數(shù)電AD轉(zhuǎn)換.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、7.3A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）7.3.1A/D轉(zhuǎn)換的一般步驟和取樣定理一、模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換過程uI(t)CADC的量化編碼電路dn-1d1d0…u?I(t)S模擬量數(shù)字量量化編碼取樣：把時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)變換為時(shí)間離散的信號(hào)。保持：保持取樣信號(hào),使有充分時(shí)間將其變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。取樣保持（S/H—Sample/Hold）二、取樣定理當(dāng)滿足fs≥2fimax時(shí),取樣信號(hào)可恢復(fù)原信號(hào)。fs—取樣頻率。fimax—信號(hào)的最高頻率分量。tOuIfOfs–fimaxfimaxuItO三、量化和編碼量化單位數(shù)字信號(hào)最低位LSB所對應(yīng)的模擬信號(hào)大小，用?表示（即1）。量化把取樣后的
2、保持信號(hào)化為量化單位的整數(shù)倍。量化誤差因模擬電壓不一定能被?整除而引起的誤差。編碼把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示。劃分量化電平的兩種方法01V1/82/83/84/85/86/87/8000001010011100101110111模擬電平二進(jìn)制代碼代表的模擬電平0?=01?=1/82?=2/83?=3/84?=4/85?=5/86?=6/87?=7/81V1/153/155/157/159/1511/1513/150000010100111001011101110模擬電平二進(jìn)制代碼代表的模擬電平0?=01?=2/152?=4/153?=6/154?=8/155?=1
3、0/156?=12/157?=14/15最大量化誤差=?=(1/8)V=?/2=(1/15)V7.3.2取樣-保持電路一、電路組成及工作原理當(dāng)vs為高電平：T導(dǎo)通，Ch充電至：vO=vI=vC當(dāng)vs為低電平：T截止，Ch基本不放電。uO保持&&&&&&7.3.3并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器R/2RRRRRRR/2UREFuI比較器1D1D1D1D1D1D1DCP寄存器d2d1d0編碼器0000000110010010000uI0000001110010011001uI0000011110010101010uI0000111110011101011uI00011111101
4、01101100uI0011111111100101101uI0111111101100101110uI1111111001100101111uI一、基本工作原理電路D/AuI逐次漸近寄存器比較器參考電源時(shí)鐘信號(hào)MSBLSBMSBLSB并行數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換控制信號(hào)10003.2V8V101117V01106V01015V01004V00113V000117.3.4逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器讀出控制控制邏輯電路逐次漸近寄存器比較器二、轉(zhuǎn)換過程舉例3位D/AQ1S1Rd0?+CPd1d2?≥1Q1S1RFFBFFC≥1???d0d1d2uIuOuCC5位環(huán)行移位寄存器Q1Q2Q
5、3Q4Q5QFFA1S1R???/2輸出偏移Qn+111100100功能RSQn10不用保持置1置0不許CP?12345Q1Q2Q3Q4Q5QAQBQCuI/VuO/Vu?O/VuCd2d1d0000010005.90–0.500001000010043.500000100011065.500000010011176.510000001011065.500000000111065.501107.3.5雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換思路：模擬輸入uI?t?t控制計(jì)數(shù)CP個(gè)數(shù)?輸出二進(jìn)制數(shù)一、電路組成CO＝100…000…101…001…110…010…111…1100…00
6、0…1001…101每進(jìn)行完一次2n進(jìn)制計(jì)數(shù)，定時(shí)器置1，S1合向基準(zhǔn)電壓電容C放電S2CS1uI邏輯控制門C定時(shí)器n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器&dn–1d0uｏＴCPCP基準(zhǔn)電壓<0二、工作原理uI積分器輸入ＵIuｏ(t)積分器輸出固定時(shí)間t1t2??N1ＴCPN2ＴCPt1=N1TCP=2nTCPt2=N2TCP=DTCP=UI/?單位電壓ＵREF7.3.6A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度一、轉(zhuǎn)換精度分辨率1.用二進(jìn)制或十進(jìn)制位數(shù)表示(設(shè)計(jì)參數(shù))LSB變化一個(gè)數(shù)碼時(shí)，對應(yīng)輸入模擬量的變化量(測量參數(shù))如最大輸出電壓為5V的8位A/D的分辨率為：轉(zhuǎn)換誤差：表示實(shí)際輸出與理想輸
7、出數(shù)字量的差別以相對誤差的形式（LSB的倍數(shù)）給出。如：相對誤差不大于（1/2）LSB二、轉(zhuǎn)換速度并行比較型>逐次比較型>雙積分型7.3.7幾種A/D轉(zhuǎn)換器的性能比較一、A/D類型：直接A/D反饋比較型：逐次比較型間接A/D電壓-時(shí)間變換型（V-T）：雙積分型并行比較型二、性能比較：優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)并行比較型轉(zhuǎn)換速度高轉(zhuǎn)換精度差逐次比較型分辨率高、誤差低轉(zhuǎn)換速度較快雙積分型性能穩(wěn)定轉(zhuǎn)換精度高抗干擾能力強(qiáng)轉(zhuǎn)換速度低
