AD转换器分析整理.doc

《AD转换器分析整理.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、A/D模拟转换器一、A/D转换器定义:A/D转换器的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号。A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。⑴取样:取样是将随时间连续变化的模拟量转换为时间离散的模拟量。⑵保持:将取样电路取得的值保持一定的时间，这样做是为了保证量化编码阶段有一个稳定的模拟输入。⑶量化:将取样-保持电路的输出电压按某种近似方式归化到相应的离散电平上，这一转化过程称为数值量化，简称量化。⑷编码:将量化的结果用代码表示出来的过程就称为编码。模-数转换器根据其工作原理大

2、致分为直接A/D转换器和间接A/D转换器，直接A/D转换器是把模拟信号直接转换成数字信号如并行式和并/串式A/D、逐次逼近式、∑-∆型A/D等；间接A/D转换器是先把模拟量转换成中间量，然后再转换成数字量，如电压/时间转换型(积分型)，电压/频率转换型，电压/脉宽转换型等。模-数转换器根据转换速度可分为超高速(转换时间=330ns/<大于3M/s>)，次超高速(330nS~3.3us<330k/s-3M/s>)，高速(3.3~333uS<3.3k/s-330k/s>)，低速(>330us<小于3.3k/s>)。二、

3、A/D转换器性能与选用:⑴解析度:指A/D转换器所能分辨的最小模拟输入量，是转换器输出数字量最小变化量对应的输入模拟量变化值。规格手册中通常用数字量的位数来表示。如8-BIT,10-BIT,12-BIT,16BIT等。⑵转换时间:转换时间是A/D转换完成一次所需的时间。包括采样时间和转换时间。⑶量化误差:由于A/D的有限分辨率而引起的误差，即有限分辨率A/D的阶梯状转移特性曲线与无限分辨率(理想A/D)传输曲线(直接)之间的最大偏差。通常用1个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。⑷偏移误差(

4、VOS):偏移误差是A/D实际和理想传递曲线间的恒定差异。这个值是通过将A/D输入短接至地而获得的数字输出。⑸增益误差:增益误差是A/D实际输出和理想输出斜率之间的差异。⑹积分非线性误差(INL):积分非线性是实际A/D实际传递曲线与理想直线模型的最大非线性偏离。⑺微分非线性误差(DNL):微分非线性误差是A/D输出数字产生每次产生最小变化量时对应的模拟量变化值与理想变化值的最大差异。⑻绝对精准度:绝对精确度是实际输出值与理想理论输出值的接近程度。⑼相对精准度:相对精确度是实际输出值与理想理论之满刻输出值之接近程度

5、。⑽基于分辨率的A/D转换器信噪比(DR):基于分辨率的A/D转换器信噪比描述的是A/D量化噪音对A/测量的干扰。其中N是A/D的位数。三、AD转换器使用⑴基准电压源一般的A/D基准电压源可选择内部电压源或外部电压源。使用内部电压源的优点是更容易使用且能节省空间;使用外部电压源的优点是可通过电路调整使A/D达到更好的性能，当使用多个A/D时使用外部基准能更各A/D更好地同步。因为Vref是电容输入，在A/D转换时A/D内的每一位比较电容都将会切换到Vref，这样会使A/D获得的基准电压不稳定。所以在高速A/D使用中

6、通常在Vref端加一个储能电容使A/D得到更稳定的基准电压。通常使用的电容为10uF。使用外部基准电压源电，设计不佳的基准电压电路会造成“粘连位”现象。⑵模拟前端输入A/D的输入类型可分为三类:单端、伪差分、差分反相。单端输入的缺点是不能抑制信号链内的直流失调，更易受到耦合噪声的干扰。伪差分输入可以消除耦合噪声。差分输入能最大程度地抑制噪声并且增加动态范围。对于输入阻抗不够高的A/D，为了保证A/D输入的阻抗足够高，可以在A/D输入端接上一个放大器用于在输入信号源和A/D之间执行阻抗转换。