数电AD转换.ppt

《数电AD转换.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、7.3A/D转换器（ADC）7.3.1A/D转换的一般步骤和取样定理一、模拟量到数字量的转换过程uI(t)CADC的量化编码电路dn-1d1d0…uI(t)S模拟量数字量量化编码取样：把时间连续变化的信号变换为时间离散的信号。保持：保持取样信号,使有充分时间将其变为数字信号。取样保持（S/H—Sample/Hold）二、取样定理当满足fs≥2fimax时,取样信号可恢复原信号。fs—取样频率。fimax—信号的最高频率分量。tOuIfOfs–fimaxfimaxuItO三、量化和编码量化单位数字信号最低位LSB所对应的模拟信号大小，用表示（即1）。量化把取样后的

2、保持信号化为量化单位的整数倍。量化误差因模拟电压不一定能被整除而引起的误差。编码把量化的数值用二进制代码表示。划分量化电平的两种方法01V1/82/83/84/85/86/87/8000001010011100101110111模拟电平二进制代码代表的模拟电平0=01=1/82=2/83=3/84=4/85=5/86=6/87=7/81V1/153/155/157/159/1511/1513/150000010100111001011101110模拟电平二进制代码代表的模拟电平0=01=2/152=4/153=6/154=8/155=1

3、0/156=12/157=14/15最大量化误差==(1/8)V=/2=(1/15)V7.3.2取样-保持电路一、电路组成及工作原理当vs为高电平：T导通，Ch充电至：vO=vI=vC当vs为低电平：T截止，Ch基本不放电。uO保持&&&&&&7.3.3并行比较型A/D转换器R/2RRRRRRR/2UREFuI比较器1D1D1D1D1D1D1DCP寄存器d2d1d0编码器0000000110010010000uI0000001110010011001uI0000011110010101010uI0000111110011101011uI00011111101

4、01101100uI0011111111100101101uI0111111101100101110uI1111111001100101111uI一、基本工作原理电路D/AuI逐次渐近寄存器比较器参考电源时钟信号MSBLSBMSBLSB并行数字输出转换控制信号10003.2V8V101117V01106V01015V01004V00113V000117.3.4逐次逼近型A/D转换器读出控制控制逻辑电路逐次渐近寄存器比较器二、转换过程举例3位D/AQ1S1Rd0+CPd1d2≥1Q1S1RFFBFFC≥1d0d1d2uIuOuCC5位环行移位寄存器Q1Q2Q

5、3Q4Q5QFFA1S1R/2输出偏移Qn+111100100功能RSQn10不用保持置1置0不许CP12345Q1Q2Q3Q4Q5QAQBQCuI/VuO/VuO/VuCd2d1d0000010005.90–0.500001000010043.500000100011065.500000010011176.510000001011065.500000000111065.501107.3.5双积分型A/D转换器转换思路：模拟输入uItt控制计数CP个数输出二进制数一、电路组成CO＝100…000…101…001…110…010…111…1100…00

6、0…1001…101每进行完一次2n进制计数，定时器置1，S1合向基准电压电容C放电S2CS1uI逻辑控制门C定时器n位二进制计数器&dn–1d0uｏＴCPCP基准电压<0二、工作原理uI积分器输入ＵIuｏ(t)积分器输出固定时间t1t2N1ＴCPN2ＴCPt1=N1TCP=2nTCPt2=N2TCP=DTCP=UI/单位电压ＵREF7.3.6A/D转换器的转换精度和转换速度一、转换精度分辨率1.用二进制或十进制位数表示(设计参数)LSB变化一个数码时，对应输入模拟量的变化量(测量参数)如最大输出电压为5V的8位A/D的分辨率为：转换误差：表示实际输出与理想输

7、出数字量的差别以相对误差的形式（LSB的倍数）给出。如：相对误差不大于（1/2）LSB二、转换速度并行比较型>逐次比较型>双积分型7.3.7几种A/D转换器的性能比较一、A/D类型：直接A/D反馈比较型：逐次比较型间接A/D电压-时间变换型（V-T）：双积分型并行比较型二、性能比较：优点缺点并行比较型转换速度高转换精度差逐次比较型分辨率高、误差低转换速度较快双积分型性能稳定转换精度高抗干扰能力强转换速度低