实验六基本接口实验ad转换实验1

《实验六基本接口实验ad转换实验1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第七章基础应用实验7.1A/D转换实验7.1.1实验目的l通过试验掌握模数转换（A/D）的原理。l了解模拟输入通道中采样保持的原理和作用.l掌握S3C44B0X处理器的A/D转换功能。7.1.2实验设备l硬件：EmbestEduKit-III实验平台，EmbestARM标准/增强型仿真器套件，PC机。l软件：EmbestIDEProARM集成开发环境，Windows98/2000/NT/XP。7.1.3实验内容l了解采样保持器与A/D转换器的接口电路。l设计分压电路，利用S3C44B0X集成的A/D模

2、块，把分压值转换为数字信号，并观察转换结果。7.1.4实验原理1.A/D转换器（ADC）随着数字技术，特别是计算机技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测领域中，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际处理对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），要使计算机或数字仪表能识别和处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号，这就必须用到A/D转换器。A/D转换器的类型、工作原理和主要性能指标请参照触摸屏试验部分。2.A/D转换的一般步骤图7-1模拟量到数字量的转换过程模拟

3、信号进行A/D转换的时候，从启动转换到转换结束输出数字量，需要一定的转换时间，在这个转换时间内，模拟信号要基本保持不变。否则转换精度没有保证，特别当输入信号频率较高时，会造成很大的转换误差。要防止这中误差的产生，必须在A/D转换开始时将输入信号的电平保持住，而在A/D转换结束后，又能跟踪输入信号的变化。因此，一般的A/D转换过程是通过取样、保持、量化和编码这四个步骤完成的。一般取样和保持主要由采样保持器来完成，而量化编码就由A/D转换器完成。3.采样保持器1)采样保持器原理采样保持器是一种具有信号输入

4、，信号输出的以及由外部指令控制的模拟门电路。主要由模拟开关K、电容C和缓冲放大器A组成，一般结构如下：图7-2采样保持电路采样保持器工作时有两种状态，分别是采样状态和保持状态，采样时输出跟随着输入变化，保持时输出不改变。工作过程如下图：图7-3采样保持工作原理示意图在t1时刻之前，驱动信号为高电平，模拟开关K闭合，模拟输入信号给电容充电，电容上的电压跟随着出入电压的变化而变化，输出跟随输入变化，这个时期为采样期。过了t1时刻，控制信号为低电平，模拟开关K打开，输入与输出断开，此时电容C上面的电压将保持

5、K断开瞬间的电压，输出也将等于电容上的电压保持不变，这个时期为保持期。当控制信号的下一个高电平到来时，将会进入下一个采样阶段，然后是保持阶段。在采样过程中为了正确无误的采样到输入信号，采样频率必须符合采样定律。即：式中fS取样频率，fimax为输入信号I的最高频率分量的频率。2)采样保持器的性能参数l孔径时间孔径时间是指保持指令给出瞬间到模拟开关有效切断所经历的时间。由于孔径时间的存在，采样保持的输出值与希望的输出值有一定的误差，这个误差为孔径误差，如果保持指令与A/D开始转换指令同时发出，将因为孔径

6、时间的存在，转换值将不是保持值。为了保证转换精度，最好在发出保持指令后延迟一段时间，等输出稳定以后再启动A/D转换模块。l孔径不定孔径不定是指孔径时间的变化，孔径时间只是采样时间的延迟，如果每次延迟相同的话，对总的采样结果精确性不会有影响，如改变孔径时间，则对精度有影响。l捕捉时间捕捉时间是指当采样保持器从保持状态转到采样状态时，采样保持器的输出从保持状态的值变到当前的输入值所需的时间。它包括逻辑输入开关的动作时间、保持电容的充电时间、放大器的设定时间等.捕捉时间不影响采样精度，但对采样频率的提高有影

7、响。l保持电压的下降当采样／保持器处在保持状态时，由于保持电容器C的漏电流使保持电压值下降，下降值随保持时间增大而增加，所以，往往用保持电压的下降率来表示，即为式中I为保持容C的漏电流。这里只介绍，采样保持器的几个重要参数，不过采样还有其他的一些参数，例如馈送、电荷转移偏差和跟踪到保持的偏差的参数。目前采样保持器大多是集成在一块芯片上，芯片内部不包含保持电容，保持电容是由用户根据需要外接到芯片上。常用的采样保持器有AD582、LF198等。3)AD转换跟采样保持器的关系在数据采集系统中，采样保持器用来

8、对输入A／D转换器的模拟信号进行采集和保持，以确保A／D转换的精度。要保证A／D转换的精度，就必须确保A／D转换过程中输入的模拟信号的变化量不得大于LSB/2。在数据采集系统中，如果模拟信号不经过采样保持器而直接输入A／D转换器，那么，系统允许该模拟信号的变化率就得降低。一个n位的A／D转换器能表示的最大数字是，设它的满量程电压为，则它的“量化单位”或最小有效位=。如果在转换时间内，正弦信号电压的最大变化不超过LSB/2所代表的电压，则在Um=FSR条件