高精度AD转换电路的设计

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1、编号：C甲1028题目：高分辨率A/D转换电路的设计（C题）参赛队员:孟坤朱大鹏朱瑞参赛学校：山东大学学院：物理与微电子学院专业：物理学赛前辅导老师:陈言俊.秦峰、仪维、王延伟2006年9月11日目录高分辨率A/D转换电路的设计4DesignoftheHigh-resolutionA/DConvertorCircuit41系统设计51.1设计要求51.2方案比较与论证51.2.1总体方案论证51.2.2系统电源模块方案论证81.2.3模拟信号采集与处理模块方案论证102.4AD转换模块方案论证111.2.5数字信号处理与输出模块方案论证141.2.6单片机

2、控制接口部分设计方案论证141.3系统方案设计161.3.1总体设计思路161.3.2设计方案选择172硬件电路设计181系统电路供电稳压源182.2精密基准电压源182.3模拟可调电压源192.4信号调理与采样保持电路212.5积分与比较电路222.6吋钟信号产生电路232.7计数器与输出接口电路232.8定时器模块242.9单片机最小系统及应用电路262.10键盘模块272.11显示模块283软件设计283.1软件总体设计思路283.2屮断服务程序293动态显示子程序303.4连续转换Is子程序313.5连续显示子程序323.6频率显示子程序334系统

3、分析与理论计算344.1系统工作原理341.1系统初始化344.1.2AD转换过程344.1.3测量数据的显示与控制354.2系统误差分析364.2.1系统误差产生的原因364.2.2系统误差的计算375系统测试385.1测设环境与条件385.2测试内容391.3测试结果406总结40高分辨率A/D转换电路的设计摘要：该高分辨率A/D转换电路采用双积分型转换技术，经采样保持，积分与比较电路完成电压■时间转换，使用计数器，定时器控制转换过程，最终由计数器输出转换结果。凌阳16位单片机对输出信号进行处理，存储与显示。模拟电压输入信号由自制0〜lOOnw连续可调

4、电压源产生。通过光电耦合器实现了测量显示部分与AD转换电路的电气隔离。语咅。该A/D转换电路具有转换精度高，控制简单等特点。关键词：A/D转换，双积分，电气隔离，LCD显示DesignoftheHigh-resolutionA/DConvertorCircuitAbstract：Thehigh-resolutionA/Dconvertorcircuitappliesthedoubleintegraltransfonnationtechnology,maintainingtheconvertingresultsafterthesamplingandholdi

5、ng,voltageintegralandcomparatoringprocess,fromthevoltage-timereversalresults;andthenoutputsthetransformationresultbythecounter.Thesingle-chipmicrocomputercontrollerSPCE061Acancarryonprocessingtotheoutputsignal,thememoryandthedisplay.Theanaloginputsignalwillbeproducedbytheself-made

6、0〜lOOmvcontinualvariablevoltagesource・ThesurveydemonstrationpartandtheADconvertingcircuitelectricalisisolatedthroughthephotoelectricitycoupler.ThisA/Dconvertingcircuithasthecharacteristicsofhightransformationprecision,simplecontrolpropertisandsoon.Keywords：A/Dconvert,doubleintegra

7、l,electicisolation,LCDdisplay1系统设计1.1设计要求设计一个具有高分辨率A/D转换器，实现对模拟电压的测量和显示。系统组成框图如图1所示。图1高分辨率A/D转换电路功能框图基本要求如下：1采用普通元器件（不允许使用任何专用A/D芯片）设计一个具有15位分辨率的A/D转换电路，转换速度不低于10次/S,线性误差小于1%；2设计并制作一个具有测量和显示功能的仪器或装置，将该A/D转换电路的结果显示出来，有转换结朿信号，显示器可采用LED或LCD；3要求有一个A/D转换结束后的输出信号；4自行设计一个可以从0-100mV连续调节的模

8、拟电压信号作为该系统的被测信号源，以便对A/D转换电路的分辨率进行