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文档介绍:A/D转换及其原理
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一.A/D转换的基本概念
二.ADC的主要技术参数
三.A/D转换的一般步骤和基本原理
四.集成A/D转换器及应用
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计算机能够处理的是数字量信息。然而在现实世界中有很多信息并不都是数字量的,例如声音、电压、电流、流量、压力、温度、位移和速度等,它们都是连续变化的物理量。这些连续变化的物理量称为模拟量。
概述
计算机是处理数字量信息的设备,要处理这些模拟量信息就必须有一个模拟接口,通过这个模拟接口,将模拟量信息转换成数字量信息,以供计算机运算和处理。
然后,再把计算机处理过的数字量信息转换为模拟量信息,以实现对被控制量的控制。
AD转换的原因
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典型计算机自动控制系统
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一.AD的基本概念
模数转换将时间连续和幅值连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字量。使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。
实现模数转换的电路称模数转换器。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。即A/D转换器,或简称ADC。(Analog - Digital - Converter )
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二.ADC的主要技术参数
1. 分辨率
对于ADC来说,分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需要输入模拟电压的变化量。通常定义为满刻度电压与2n的比值,其中n为ADC的位数。例如具有12位分辨率的ADC能够分辨出满刻度的1/212(0.0244%)。
有时分辨率也用A/D转换器的位数来表示,如ADC0809的分辨率为8位,AD574的分辨率为12位等。
2. 量化误差
量化误差是由于ADC 的有限分辨率引起的误差,这是连续的模拟信号在整数量化后的固有误差。对于四舍五入的量化法,量化误差在±1/2 LSB之间。
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二.ADC的主要技术参数
3. 绝对精度
绝对精度是指在输出端产生给定的数字代码所表示的实际需要的模拟输入值与理论上要求的模拟输入值之差。
4. 相对精度
它与绝对精度相似,所不同的是把这个偏差表示为满刻度模拟电压的百分数。
5. 转换时间
转换时间是ADC完成一次转换所需要的时间,即从启动信号开始到转换结束并得到稳定的数字输出量所需要的时间,通常为微秒级。
6.量程
量程是指能转换的输入电压范围。
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三.A/D转换的一般步骤和基本原理
基本原理

ADC




D0
D1
Dn-2
Dn-1

uI
模拟输入信号
n 位二进制数输出 D = Dn-1 Dn-2  D1 D0
△ 称为 ADC 的单位量化电压或量化单位,它是 ADC 的最小分辨电压。
可见,输出数字量 D 正比于输入模拟量 uI 。
“[ ]”表示取整。
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A/D转换的一般步骤

uI(t)





C







量化编码
电路
Dn-1
D1
D0

uI(t)
S






采样保持电路
输入模拟量
输出数字量
采样:把时间连续变化的信号变换为时间离散的信号。 保持:保持采样信号,使有充分时间转换为数字信号。 量化:把采样保持电路的输出信号用单位量化电压的 整数倍表示。 编码:把量化的结果用二进制代码表示。
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A/D转换的一般步骤
采样和保持通常在采样保持电路中完成,量
化和编码通常在A/D转换电路中完成。
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上传人:相惜 2021/4/18 文件大小:1.01 MB

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