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[优质文档]AD转换基本原理[优质文档]AD转换基本原理 AD转换的基本原理和技术 1.转换方式 直接转换ADC 2.电路结构 逐次逼近ADC包括n位逐次比较型A/D转换器如图11.10.1所示。它由控制逻辑电路、时序产生器、移位寄存器、D/A转换器及电压比较器组成。 图11.10.1逐次比较型A/D转换器框图 3.工作原理 逐次逼近转换过程和用天平称物重非常相似。天平称重物过程是,从最重的砝码开始试放,与被称物体行进比较,若物体重于砝码,则该砝码保留,否则移去。再加上第二个次重砝码,由物体的重量是否大于砝码的重量决定第二个砝码...

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[优质文档]AD转换基本原理 AD转换的基本原理和技术 1.转换方式 直接转换ADC 2.电路结构 逐次逼近ADC包括n位逐次比较型A/D转换器如图11.10.1所示。它由控制逻辑电路、时序产生器、移位寄存器、D/A转换器及电压比较器组成。 图11.10.1逐次比较型A/D转换器框图 3.工作原理 逐次逼近转换过程和用天平称物重非常相似。天平称重物过程是,从最重的砝码开始试放,与被称物体行进比较,若物体重于砝码,则该砝码保留,否则移去。再加上第二个次重砝码,由物体的重量是否大于砝码的重量决定第二个砝码是留下还是移去。照此一直加到最小一个砝码为止。将所有留下的砝码重量相加,就得此物体的重量。仿照这一思路,逐次比较型A/D转换器,就是将输入模拟信号与不同的参考电压作多次比较,使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量对应值。 对11.10.1的电路,它由启动脉冲启动后,在第一个时钟脉冲作用下,控制电路使时序产生器的最高位置1,其他位置0,其输出经数据寄存器将1000……0,送入D/A转换器。输入电压首先 与D/A器输出电压(V/2)相比较,如v?V/2,比较器输出为1,若v< V/2,则为0。比REF1REFIREF较结果存于数据寄存器的D位。然后在第二个CP作用下,移位寄存器的次高位置1,其他低位n-1 置0。如最高位已存1,则此时 vO=(3/4)V。于是v再与(3/4)V相比较,如v?(3/4)REF1REF1,则次高位存1,否则=0;如最高位为0,则vO=/4/4,则 VDDV,与vO比较,如v?VDREF-2-2REFREFn-2nn1位存1,否则存0……。以此类推,逐次比较得到输出数字量。 为了进一步理解逐次比较A/D转换器的工作原理及转换过程。下面用实例加以说明。 设图11.10.1电路为8位A/D转换器,输入模拟量v=6.84V,D/A转换器基准电压V=10V。 根AREF据逐次比较D/A转换器的工作原理,可画出在转换过程中CP、启动脉冲、D,D及D/A转换器输70出电压v的波形,如图11.10.2所示。 O 由图11.10.2可见,当启动脉冲低电平到来后转换开始,在第一个CP作用下,数据寄存器将D,7D=10000000送入D/A转换器,其输出电压 v=5V,v与v比较,v>v存1;第二个CP到来时,00A0A0 寄存器输出D,D=11000000,v为7.5V,v再与7.5V比较,因v<7.5V,所以D存0;输入第700AA6三个CP时,D,D=10100000,v=6.25V;v再与v比较,……如此重复比较下去,经8个时钟700A0 的波形可见,在逐次比较过程中,与输出数字量对应的模拟电压周期,转换结束。由图中vv00逐渐逼近v值,最后得到A/D转换器转换结果D,D为10101111。该数字量所对应的模拟电压A70 为6.8359375V,与实际输入的模拟电压6.84V的相对误差仅为0.06%。 图11.10.2 8位逐次比较型A/D转换器波形图 4.特点 (1)转换速度:(n+1)Tcp.速度快。 (2)调整V,可改变其动态范围。 REF ,.转换器电路举例 常用的集成逐次比较型A/D转换器有ADC0808/0809系列(8位)、AD575(10位)、AD574A(12位)等。 例11.10.1 4位逐次比较型A/D转换器的逻辑电路如图11.10.3所示。图中5移位寄存器可进行并入/并出或串入/串出操作,其F为并行置数端,高电平有效,S为高位串行输入。数据寄存器由D边沿触发器组成,数字量从Q,Q输出,试 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 电路的工作原理。 41 图11.10.3 4位逐次比较型A/D转换器的逻辑电路 Qv解较型完毕。于是电路的输出端个时钟脉冲作用下存于移至次高位第二个vD/A数据位寄存器。在第一个> 变为的电平得以在:电路工作过程如下:v转换将数字量ABCDEA/DO,1CP则比较器后建立了新的转换器完成一次转换所需的时间与其位数和时钟脉冲频率有关,位数愈少,时钟频率愈脉冲到来后,移位寄存器的串行输入端置入,Q。于是数据寄存器的QCQ1000保存下来。此时,由于其他触发器无正跳变脉冲,输出QCPQD/AQ转换为模拟电压Qv脉冲作用下,由于移位寄存器的置数使能端 ……。如此进行,直到QD为当启动脉冲上升沿到来后,=01111转换器的数据,输入电压在与其输出电压D1D,否则为,DFF得到与输入电压。Q被清零,Q由的低电平是数据寄存器的最高位置00v。比较结果送变O,送入比较器1Q,这个正跳变作为有效触发信号加到置QvS1由,为高电平,成正比的数字量。由以上分析可见,逐次比Q1FFD变的高电平开启C,0与输入模拟电压D,使。Q Q由 由0FvvG1变已有相比较,比较结果在第三的信号对它们不起作用。变门,时钟11,同是最高位0,即v0后将变为比较,若输入电压QGCPQFF1封锁,转换Q,并行输入脉冲进入移Q的=1000CPQ的端使。高,转换所需时间越短。这种0A/D转换器具有转换速度较快,精度高的特点。3CIB4ABC3DCE3201043A5E1541A5OC21423421A
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