7.2AD转换器（ADC）

7.2AD转换器（ADC）nullnull7.2 A / D 转换器（ADC）7.2.1 A /D 转换的一般步骤和取样定理一、模拟量到数字量的转换过程模拟量数字量量化编码取样：把时间连续变化的信号变换为时间离散的信号。保持：保持取样信号,使有充分时间将其变为数字信号。取样保持（S / H — Sample / Hold）null二、取样定理当满足 fs ≥ 2 fimax 时, 取样信号可恢复原信号。fs — 取样频率。fimax — 信号的最高频率分量。null三、量化和编码量化单位数字信号最低位LSB所对应的模拟信号大小，用...

nullnull7.2 A / D 转换器（ADC）7.2.1 A /D 转换的一般步骤和取样定理一、模拟量到数字量的转换过程模拟量数字量量化编码取样：把时间连续变化的信号变换为时间离散的信号。保持：保持取样信号,使有充分时间将其变为数字信号。取样保持（S / H — Sample / Hold）null二、取样定理当满足 fs ≥ 2 fimax 时, 取样信号可恢复原信号。fs — 取样频率。fimax — 信号的最高频率分量。null三、量化和编码量化单位数字信号最低位LSB所对应的模拟信号大小，用  表示（即 1 ）。量化把取样后的保持信号化为量化单位的整数倍。量化误差因模拟电压不一定能被  整除而引起的误差。编码把量化的数值用二进制代码表示。null划分量化电平的两种方法模拟电平二进制代码代表的模拟电平0 = 01 = 1/82 = 2/83 = 3/84 = 4/85 = 5/86 = 6/87= 7/ 8模拟电平二进制代码代表的模拟电平最大量化误差 =  = (1 / 8) V =  / 2 = (1/15)Vnull7.2.2 取样 - 保持电路一、电路组成及工作原理当 uL 为高电平：T 导通，Ch 充电至：uO =  uI = uC当 uL 为低电平：T 截止，Ch 基本不放电。uO 保持矛盾：为使 Ch 充电快，Ri 越小越好；为使电路输入电阻高，Ri 越大越好。null二、改进电路 (LF198) 及工作原理当 uL = 1， S 闭合 uO = uO = uI ，uC = uI 当 uL = 0， S 断开 uO 保持D1 、D2的作用：限制 uO 在 uI + uD以内，起保护作用。null一、基本工作原理电路10003.2V8V101117V01106V01015V01004V00113V000117.2.3 逐次渐近型 A/D 转换器null 二、转换过程举例nullCP 1 2 3 4 5Q1 Q2Q3 Q4 Q5QA QB QCuI/VuO/VuO/VuCd2 d1 d00 0 0 0 1 0 0 05.90– 0.500 0 01 0 0 0 01 0 043.500 0 00 1 0 0 0 1 1 065.500 0 00 0 1 0 0 1 1 176.510 0 00 0 0 1 01 1 065.500 0 00 0 0 0 1 1 1 065.501 1 0null7.2.4 双积分型 A/D 转换器转换思路：模拟输入 uI  t  t 控制计数 CP 个数 输出二进制数一、电路组成CO＝ 100 … 000 … 101 … 001 … 110 … 010 … 111 … 1100 … 000 … 1001 … 101每进行完一次 2n 进制计数，定时器置 1， S1 合向基准电压null二、工作原理uI积分器输入ＵIN2ＴCP t1 = N1TCP = 2nTCPt2 = N2TCP = DTCP= UI / 单位电压ＵREFnull7.2.5 并联比较型A/D转换器比较器CP寄存器编码器null7.2.6 A/D 转换器的转换精度和转换速度一、转换精度分辨率1. 用二进制或十进制位数表示(设计参数)LSB变化一个数码时，对应输入模拟量的变化量 (测量参数)如最大输出电压为 5 V 的 8 位 A/D的分辨率为：转换误差：表示实际输出与理想输出数字量的差别以相对误差的形式（LSB的倍数）给出。如：相对误差不大于（1/2）LSB二、转换速度并联比较型 > 逐次比较型 > 双积分型null7.2.7 几种A/D转换器的性能比较一、A/D类型：直接 A/D反馈比较型：逐次比较型，计数型。间接 A/D电压-时间变换型（V -T）：双积分型电压-频率变换型（V- F）并联比较型二、性能比较：优点缺点并联比较型转换速度高转换精度差逐次比较型分辨率高、误差低转换速度较快双积分型性能稳定转换精度高抗干扰能力强转换速度低

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