什麼是雙積分型ADC的轉換原理啊

2021-08-13 00:45:48 字數 4527 閱讀 1587

1樓:郭歡

雙積分型adc屬於間接型adc,它先對輸入取樣電壓和基準電壓進行兩次積分,以獲得與取樣電壓平均值成正比的時間間隔,同時在這個時間間隔內,用計數器對標準時鍾脈衝(cp)計數,計數器輸出的計數結果就是對應的數字量。

雙積分型adc優點是抗干擾能力強、穩定性好、可實現高精度模數轉換。主要缺點是轉換速度低,因此這種轉換器大多應用於要求精度較高而轉換速度要求不高的儀器儀表中,例如用於多位高精度數字直流電壓表中。

間接adc是先將輸入模擬電壓轉換成時間或頻率,然後再把這些中間量轉換成數字量,常用的有中間量是時間的雙積分型adc。

擴充套件資料

通常的模數轉換器是將一個輸入電壓訊號轉換為一個輸出的數字訊號。由於數字訊號本身不具有實際意義,僅僅表示一個相對大小。

故任何一個模數轉換器都需要一個參考模擬量作為轉換的標準,比較常見的參考標準為最大的可轉換訊號大小。而輸出的數字量則表示輸入訊號相對於參考訊號的大小。直接adc則直接轉換成數字量,常用的有並聯比較型adc和逐次逼近型adc 。

2樓:hi漫海

雙積分型adc  雙積分型adc屬於間接adc,其基本原理是先把輸入模擬訊號轉換成與之成正比的時間間隔,然後在這個時間間隔內利用計數器對固定頻率的計數脈衝進行計數,計數器的計數值就是a/d轉換後輸出的數字量,它與輸入模擬訊號成正比。 雙積分型adc的原理框圖如圖11.10所示,它包含積分器、比較器、計數器和時鐘控制門等幾部分。

3樓:mist_紫櫻陪林皎看星星

用雙積分法的a/d轉換器由電子開關、積分器、比較器和控制邏輯等部件組成。

基本原理是將輸入電壓變換成與其平均值成正比的時間間隔,再把此時間間隔轉換成數字量,屬於間接轉換。 雙積分法a/d轉換的過程是:先將開關接通待轉換的模擬量vi,vi取樣輸入到積分器,積分器從零開始進行固定時間t的正向積分,時間t到後,開關再接通與vi極性相反的基準電壓vref,將vref輸入到積分器,進行反向積分,直到輸出為0v時停止積分。

vi越大,積分器輸出電壓越大,反向積分時間也越長。計數器在反向積分時間內所計的數 值,就是輸入模擬電壓vi所對應的數字量,實現了a/d轉換。

什麼是並行比較型adc

4樓:

模數轉換器(adc)的基本原理

模擬訊號轉換為數字訊號,一般分為四個步驟進行,即取樣、保持、量化和編碼。

前兩個步驟在取樣-保持電路中完成,後兩步驟則在adc中完成。

常用的adc有積分型、逐次逼近型、並行比較型/串並行型、σ -δ調製型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。

下面簡要介紹常用的幾種型別的基本原理及特點:

1 積分型(如tlc7135) 。

積分型adc工作原理是將輸入電壓轉換成時間或頻率,然後由定時器/計數器獲得數字值。

其優點是用簡單電路就能獲得高解析度,但缺點是由於轉換精度依賴於積分時間,因此轉換速率極低。

初期的單片adc大多采用積分型,現在逐次比較型已逐步成為主流。

雙積分是一種常用的ad 轉換技術,具有精度高,抗干擾能力強等優點。

但高精度的雙積分ad晶片,**較貴,增加了微控制器系統的成本。

2 逐次逼近型(如tlc0831) 。

逐次逼近型ad由一個比較器和da轉換器通過逐次比較邏輯構成,從msb開始,順序地對每一位將輸入電壓與內建da轉換器輸出進行比較,經n次比較而輸出數字值。

其電路規模屬於中等。

其優點是速度較高、功耗低,在低解析度( < 12位)時**便宜,但高精度( > 12位)時**很高。

3 並行比較型/串並行比較型(如tlc5510) 。

並行比較型ad採用多個比較器,僅作一次比較而實行轉換,又稱flash型。

由於轉換速率極高, n位的轉換需要2n - 1個比較器,因此電路規模也極大,**也高,只適用於ad 轉換器等速度特別高的領域。

串並行比較型ad結構上介於並行型和逐次比較型之間,最典型的是由2個n /2位的並行型ad轉換器配合da轉換器組成,用兩次比較實行轉換,所以稱為halfflash型。

a/d轉換器分為哪三類?每類的優缺點是什麼?adc0804屬於哪一類a/d轉換器

5樓:蘇呀蘇呀蘇蘇呀

整合a/d轉換器 因為模擬訊號在時間上是連續的,所以,在將模擬訊號轉換成數字訊號時,必須在選定的一系列時間點上對輸入的模擬訊號進行取樣,然後將這些取樣值轉換成數字量輸出。通常a/d轉換的過程包括取樣、保持和量化、編碼兩大步驟。?

取樣:是指週期地獲取模擬訊號的瞬時值,從而得到一系列時間上離散的脈衝取樣值。

保持:是指在兩次取樣之間將前一次取樣值儲存下來,使其在量化編碼期間不發生變化。

取樣保持電路一般由取樣模擬開關、保持電容和運算放大器等幾個部分組成。

?經取樣保持得到的訊號值依然是模擬量,而不是數字量。任何一個數字量的大小,都是以某個最小數字量單位的整數倍來表示的。

量化:將取樣保持電路輸出的模擬電壓轉化為最小數字量單位整數倍的轉化過程稱為量化。

所取的最小數量單位叫做量化單位,其大小等於數字量的最低有效位所代表的模擬電壓大小,記作ulsb。

編碼:把量化的結果用**(如二進位制數碼、bcd碼等)表示出來,稱為編碼。?

a/d轉換過程中的量化和編碼是由a/d轉換器實現的。 一 .a/d轉換器的型別 a/d轉換器的型別很多,根據轉換方法的不同,最常用的a/d轉換器有如下幾種型別。

?1.並行比較型a/d轉換器

?並行比較型a/d轉換器由電阻分壓器、電壓比較器、數碼暫存器及編碼器4個部分組成。這種a/d轉換器最大的優點是轉換速度快,其轉換時間只受電路傳輸延遲時間的限制,最快能達到低於20ns。

缺點是隨著輸出二進位制位數的增加,器件數目按幾何級數增加。一個n位的轉換器,需要2n-1個比較器。例如,n=8時,需要28-1=255個比較器。

因此,製造高解析度的整合並行a/d轉換器受到一定限制。顯然,這種型別的a/d轉換器適用於要求轉換速度高、但解析度較低的場合。

?2.逐次比較型a/d轉換器

?逐次比較型a/d轉換器是整合adc晶片中使用最廣泛的一種型別。它由電壓比較器、邏輯控制器、d/a轉換器及數碼暫存器組成。

逐次比較型a/d轉換器的特點是轉換速度較快,且輸出代 碼的位數多,精度高。

?3.雙積分型a/d轉換器

?雙積分型a/d轉換器是一種間接a/d轉換器。其工作原理是把輸入的模擬電壓轉換成一個與之成正比的時間寬度訊號,然後在這個時間寬度裡對固定頻率的時鐘脈衝進行計數,其結果就 是正比於輸入模擬訊號的數字量輸出。

它由積分器、檢零比較器、時鐘控制門和計數器等幾部分組成。雙積分型a/d轉換器的優點是精度高、抗干擾能力強,缺點是速度較慢。在對速度要求不高的數字化儀表中得到廣泛使用。

二 .a/d轉換器的主要技術引數 1.解析度 ?

解析度是指輸出數字量變化一個最小單位(最低位的變化),對應輸入模擬量需要變化的量。 輸出位數越多,解析度越高。通常以輸出二進位制碼的位數表示解析度。

?2.相對精度?

相對精度是指實際轉換值偏離理想特性的誤差。通常以數字量最低位所代表模擬輸入值來衡量,如相對精度不超過±1/2lsb

3.轉換時間 轉換時間是指a/d轉換器從接到轉換命令起到輸出穩定的數字量為止所需要的時間。它反映a/d轉換器的轉換速度。

此外,還有輸入電壓範圍、功率損耗等。 (d/a)轉換器的主要技術指標——轉換精度d/a轉換器的主要技術指標包括:轉換精度、轉換速度和溫度特性等。

轉換精度d/a轉換器的轉換精度通常用解析度和轉換誤差來描述。★解析度用於表徵d/a轉換器對輸入微小量變化的敏感程度。其定義為d/a轉換器模擬量輸出電壓可能被分離的等級數。

輸入數字量位數愈多,輸出電壓可分離的等級愈多,即解析度愈高。所以在實際應用中,往往用輸入數字量的位數表示d/a轉換器的解析度。此外,d/a轉換器也可以用能分辨最小輸出電壓與最大輸出電壓之比給出。

n位d/a轉換器的解析度可表示為1/(2n-1)。它表示d/a轉換器在理論上可以達到的精度。d/a轉換器的轉換精度通常用解析度和轉換誤差來描述。

★由於d/a轉換器中各元件引數存在誤差,基準電壓不夠穩定和運算放大器的零漂等各種因素的影響,使得d/a轉換器實際精度還與一些轉換誤差有關,如比例係數誤差、失調誤差和非線性誤差等。比例係數誤差是指實際轉換特性曲線的斜率與理想特性曲線斜率的偏差。如在n位倒t型電阻網路d/a轉換器中,當vref偏離標準值△vref時,就會在輸出端產生誤差電壓△vo。

由式可知 △vref引起的誤差屬於比例係數誤差。失調誤差由運算放大器的零點漂移引起,其大小與輸入數字量無關,該誤差使輸出電壓的偏移特性曲線發生平移,3位d/a轉換器的失調誤差非線性誤差是一種沒有一定變化規律的誤差,一般用在滿刻度範圍內,偏離理想的轉移特性的最大值來表示。引起非線性誤差的原因較多,如電路中的各模擬開關不僅存在不同的導通電壓和導通電阻,而且每個開關處於不同位置(接地或接vref)時,其開關壓降和電阻也不一定相等。

又如,在電阻網路中,每個支路上電阻誤差不相同,不同位置上的電阻的誤差對輸出電壓的影響也不相同等,這些都會導致非線性誤差。綜上所述,為獲得高精度的d/a轉換精度,不僅應選擇位數較多的高解析度的d/a轉換器,而且還需要選用高穩定的vref和低零漂的運算放大器才能達到要求。

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