AD转换器原理(逐次比较式、双积分式).pdf

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1、2011-1-519:38:50逐次比较式A／D转换器原理它由N位寄存器、N位D／A转换器、比较器、逻辑控制电路、输出缓冲器五部分组成，逐次比较式A／D转换器大都做成单片集成电路形式，使用时只需发出A／D转换启动信号，然后在EOC端查知A／D转换过程结束后，取出数据即可（实际A／D转换过程已不是非常重要）。共8页第1页2011-1-519:38:50积分式A/D转换器是一种间接式A/D转换器，其工作原理是：先用积分器把输入模拟电压转换成中间量（时间T或频率f），然后再把中间量转换成数字。积分式A/D转换器又可进一步分为许多类型，本节仅讨论

2、其中最基本的双积分式A/D转换器及接口技术。双积分式A／D转换器原理概述双积分式A／D转换器又称双斜式A/D转换器，其转换过程在逻辑控制电路的控制下按以下三个阶段进行。1．预备阶段2．定时积分阶段T13．定值积分阶段T2共8页第2页2011-1-519:38:50双积分式A／D转换器原理概述共8页第3页2011-1-519:38:511．预备阶段：逻辑控制电路发出复位指令，计数器清零，同时使S4闭合，积分器输入/2.1输出都.为零3。积分式A／D转换器与计算机接口2．定时积分阶段T在t1时刻，逻辑控制电路发出启动指令，使S4断，S11：一

3、闭合、，于双积是积分式分器开A始对／输D入转换器电压U积原分，理概述同时打开计数门计数。当计数器计满iN1时(t2时刻)，计数器的溢出脉冲使逻辑控制电路发出控制信号使S断开。11t2TU=-Udt=-1U阶段T1结束，积分器输出01òii（2.1）RCt1RC共8页第4页2011-1-519:38:523．定值积分阶段T：在t时刻令S断开的同时，使与U极性相反的基准电221i压接入积分器。本例设U为正值，则令S闭合，于是积分器开始对基准电压U定i3R值积分，积分器输出从U值向零电平斜变，同时，计数器也重新从零计数，当01积分输出达到零电平

4、时刻（即t），比较器翻转，此时控制电路令计数器关门，3计数器保留的计数值为N。定值积分阶段T结束时，积分器输出电平为零，221t3则有0=U01-ò(-Ur)dt2.2）RCt2共8页第5页2011-1-519:38:53ttt123数学推导1t2TU=-Udt=-1U（2.1）01òiiRCt1RCU011t30=U-(-U)dt01òtr（2.2）RC2将2.1式代入2.2式得T1T2T1Ui=UrT2=Ui（2.3）RCRCUr2.3式所明：T与输入电压的平均值Ui成正比2设时钟周期为T，计数器容量为N，则T=NT、T=NT，2.3

5、式可改写为0111o22oN1N2=Ui（2.4）Ur2.4式所明：N2与输入电压的平均值Ui成正比（N2∝Ui）共8页第6页2011-1-519:38:54N2∝Ui关系的演示（假定输入电压增加为2U）i①积分器输出电压还是负向积分，积分时间Ｔ不变，１但是，斜率将增加一倍。②在Ｔ期间，积分器反向积２分的斜率不变（因Ｕ不Ｒ变），但是，返回到零点的时间Ｔ将增加一倍。２③由于Ｔ增加一倍，因而在２NT20Ｔ２期间的计数值Ｎ也将２增加一倍。共8页第7页2011-1-519:38:541．预备阶段----复零，S4接通2．定时积分阶段----第一次

6、积分，S1接通双积分式特点：定时积分A／DT转换器原理固定，U∝概述(正比于)Ui1O13．定值积分阶段----第二次积分，S3/S4接通特点：定值积分（反向），N∝U∝U2O1i共8页第8页