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数/模转换电路(D/A)

[图文]模/数转换器(A/D)       ★★★
模/数转换器(A/D)
发布者:imefan 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2008-2-7 13:51:27
化方法时的最大量化误差为: 。

量化单位的计算:。

A/D转换种类:

并行比较型ADC:速度最快;

反馈计数式ADC:速度慢;

逐次逼近型ADC:速度快;

双积分式ADC:速度较慢,精度高,抗干扰性好;

V/F式ADC:调制式ADC,用在航天;

前三种是直接A/D转换器。

二、逐次逼近型A/D转换器

  模拟比较器C,三位D/A转换器,三位逐次逼近寄存器,五位节拍脉冲发生器,输出与门电路等。S/H是采样保持器,电路中设置偏移S/2量化单位是为减小量化误差之用。

  转换原理:开始转换前,Q2Q1Q0=000(清零),节拍脉冲发生器置成QAQBQCQDQE=00001,则输出为d2d1d0=000,D/A输出为0,加入输入模拟电压4.65V后,因为,(高电平)。

 第一个CP:QAQBQCQDQE=10000,Q2Q1Q0=100,d2d1d0=000。Q2Q1Q0=100经D/A后得:。设S=1V,所以,,Q2Q1Q0=100不够大,高位Q2=1保留;

 第二个CP:QAQBQCQDQE=01000,Q2Q1Q0=110,d2d1d0=000,Q2Q1Q0=110。经D/A后得:得:,所以,,说明数据110太大,Q1=1应舍去;

 第三个CP:QAQBQCQDQE=00100,Q2Q1Q0=101,d2d1d0=000,Q2Q1Q0=101。经D/A后,得:。所以,。

 第四个CP:QAQBQCQDQE=00010,Q2Q1Q0=101,d2d1d0=000,Q2Q1Q0=101,即Q0=1仍保留。

 第五个CP:QAQBQCQDQE=00001,Q2Q1Q0=101状态保持不变,由于QE=1,输出与门被选通,所以输出数字量为:d2d1d0=101。

3位A/D转换器的整个工作过程:

三位逐次逼近型A/D转换器的电压逼近波形图:

  逐次逼近型A/D转换器的特点:

  转换速度较快,对n位A/D转换器,转换一次的时间为:T=(n+2)TCP;容易与8位微机连接。

  转换精度,主要决定于其中的D/A转换器的位数、线性度、电子开关压降、参考电压稳定度,以及模拟电压比较器的灵敏度等。由于集成电路制造工艺的完善,A/D转换器的精度已可达±0.005%。

三、双积分式A/D转换器

  这是一种间接A/D转换器。它首先把输入的模拟信号转换成中间变量—时间T,然后再将时间T转换成数字量输出。

  由于双积分分两次积分,产生两条积分斜率,所以,也有叫双斜率A/D转换器。

  双积分式A/D转换器原理框图:

  电路由积分器A、过零比较器C和n位二进制加法计数器等电路组成。

  转换原理如下:转换开始前,进行初始化处理:计数器和触发器清零,S1接通A,S2闭合,积分电容C充分放电,V01=0,CO为0,与门G封锁。

输出数字量dn-1dn-2…d1d0=00…00

A/D转换开始:S2打开,积分器第一次向负方向积分,V01<0,CO=1,CP脉冲加入,计数器以二进制加法计数。

V01的积分电压为:

  在计数器尚未计满dn-1dn-2…d1d0=11…11之前,过程继读。当计满11…11并返回000 …0后,符加触发器由0变1,S1开关接通负参考电压-VREF。积分器向正方向进行第二次积分, V01电压向正方向上升。只要V01电压尚未达到0V,C0=1,则计数器就进行第二次加法计数,当积分器正方向积分至0V时,C0=0,CP脉冲被封锁,计数器停止计数,则此时计数器所累计的数据就为输入模拟量所对应的数字量了。

文章录入:imefan    责任编辑:ImEfan 
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