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A/D改换的通常作业进程

2017-08-04 06:30分类:电工考证知识 阅读:

 

1.取样与坚持

取样是将随时直接连改动的仿照量转化为时刻离散的仿照量。取样进程暗示图如图1所示。图a中,传输门受取样信号 操控,在 的脉宽t时期,传输门导通,输出信号 为输入信号 ,而在 时期,输出信号 。电路中各信号波形如图b所示。

1 取样进程

经过剖析能够看出,取样信号 的频率愈高,所取得信号经低通滤波器后愈能实在的复现输入信号。合理的取样频率由取样定理(详见信号与体系教材)抉择。

将取样电路每次得到的仿照信号改换为数字信号都需求必定的时刻,为了给后续的量化编码进程供应一个安稳值,每次取得的仿照信号有必要经过坚持电路坚持一段时刻。

取样与坚持进程通常是经过取样—坚持电路一同结束的。取样—坚持电路的原理图及其输出波形如图2所示。

(a)原理图 (b)波形图

2 取样-坚持电路

电路由输入拓宽器A1、输出拓宽器A2、坚持电容CH和开关驱动电路构成。电路图中恳求A1具有很高的输入阻抗,以减小对输入信号源的影响。为使坚持时期CH上所存电荷不易泄放,A2也应具有较高输入阻抗,A2还应具有较低的输出阻抗,这么可早年进电路的带负载才干。通常还恳求电路中

联络图2来剖析取样—坚持电路的作业原理。在t=t0时,开关S闭合,电容被活络充电,由于 ,因而 ,在 时刻阻隔内是取样时期。当t=t1时刻S断开。若A2的输入阻抗为无量大、S为志向开关,这么就能够为电容CH没有放电回路,其两头电压坚持为 不变,图7.17b 的平整段即为坚持时期。

取样坚持电路已有许多品种型的单片集成电路商品。如双极型技能的有AD585AD684;混合技能的有AD1154SHC76等。

2. 量化与编码

量化数值量化的简称,即是将取样—坚持电路的输出电压,按某种近似办法计划到与之相应的离散电平上的转化进程。量化后的数值究竟还须经过编码进程用一个代码标明出来。经编码后得到的代码即是A/D改换器输出的数字量。

量化进程中所取最小数量单位称为量化单位,用D标明。它是数字信号最低位为1时所对应的仿照量,即1LSB

在量化进程中,由于取样电压不必定能被D整除,所以量化前后不行避免的存在过错,此过错称之为量化过错,用e标明。量化过错属原理过错,它是无法消除的。A/D改换器的位数越多,各离散电平之间的差值越小,量化过错越小。

量化进程近似办法:

² 取整办法,即只舍不入量化办法

² 四舍五入量化办法

3A/D改换器为例,设输入信号 的改动计划为0~8V,选用只舍不入量化办法时,取D=1V,量化中把短少数化单位有些抛弃,如数值在0~1V之间的仿照电压都当作0D,用二进制数000标明,而数值在1~2V之间的仿照电压都当作1D,用二进制数001标明。这种量化办法的最许多化过错为D;如选用四舍五入的量化办法,则取量化单位D=8V/15,量化进程将短少半个量化单位有些抛弃,关于等于或大于半个量化单位有些按一个量化单位处理。它将数值在0~8V/15之间的仿照电压都当作0D对待,用二进制数000标明,而数值在8V/15~24V/15之间的仿照电压当作1D,用二进制数001标明等。

不丑陋出,四舍五入量化办法的量化过错比前者小。由于只舍不入量化办法最许多化过错| |=1LSB,而四舍五入量化办法| |=LSB/2,故大大都A/D改换器选用四舍五入量化办法。

3.A/D改换器分类

直接A/D改换器:将仿照信号量直接改换为数字信号;具有较高的转换速度;其典型电路有并行比照型和逐次比照型
按其作业原理

直接A/D改换器先将仿照信号改换成某一基地电量(时刻或频率),然 后再将基地电量改换为数字量输出;改换速度较慢;其 典型电路是双积分型和电压频率改换型。

单片集成并行比照器的商品许多,如AD公司的AD9012TTL技能,8位)、AD9002ECL技能,8位)、AD9020TTL技能,位)等。常用集成逐次比照型A/D改换器有ADC0808/0809系列(8位)、A/D575位)、A/D57412位)等。单片集成双积分式A/D改换器有ADCEK8B8位,二进制码)、ADCEK十B位,二进制码)、MC14433等。下面将详细介绍几种A/D改换器的电路构造及作业原理。

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