AD转换器资料解读.ppt

一、A/D转换的一般步骤及基本原理 二．A／D转换器的类型和主要性能指标 三、典型A／D转换器芯片 ADC0801 、AD574 四、A／D转换器接口技术 1、接口设计时要考虑的问题 2、8位并行输出A/D转换器接口 3、高于8位的并行输出A/D转换器接口 1、功能 能将模拟电压成正比的转换成数字量。 是模拟信号和数字信号接口的关键部件。 3、 A/D转换的一般步骤 （1）采样与保持 采样保持电路（采样保持器）： 逐次逼近式转换过程如下： 初始时寄存器各位清为0，D7-D0； 第一个时钟上升沿到来后，先将最高位置D7=1，预测值，送入DAC， 经D／A转换后生成的模拟量Vs，送入比较器中与输入模拟量Vi进行比较。 若Vs＜Vi，该位的1被保留； 若VsVi，说明数字过大，应将这个1清除； 第一个时钟上升沿到来后，再置次高位为D6=1，将寄存器中新的数字 送DAC；输出的Vs再与Vi比较，若Vs＜Vi，保留该位的1，否则清除； 同样方法逐位比较下去，直到最低位为止； 最后寄存器中的内容即为输入模拟值转换成的数字量。 举例：有四位A/D转换器，满量程输入值5V，现若输入3.5V，试分析其逐次逼近的转换过程。 小结： 1、A/D转换经过4个过程：采样、保持、量化、编码； 2、两种量化方式：只舍不入、四舍五入（有舍有入）； 3、量化误差属原理误差，它是无法消除的。增加A/D位数n能减小量化误差； 4、逐次逼近型的A/D转换器输出数字量的位数越多，转换精度越高； 5、n位逐次逼近型的A/D转换器完成一次转换所需时间为n+2个时钟信号周期。 1．A /D转换器的类型 按被转换的模拟量类型可分为时间/数字、电压/数字、机械变量/数字等。应用最多的是电压/数字转换器。 按转换方式可分为：直接转换、间接转换。直接转换：将模拟量转换成数字量， 间接转换：将模拟量转换成中间量，再将中 间量转换成数字量。 按输出方式分可分为：并行、串行、串并行。 按转换原理可分为：计数式、双积分式、逐次逼近式。 按转换速度可分为：低速（转换时间≥1s）、中速（转换时间≤lms）、高速（转换时间≥1μs）和超高速（转换时间≤1ns） 按转换精度和分辨率可分为：3位、4位、8位、10位、12位、14位、16位 （1）、分辨率 指ADC对输入模拟信号的分辨能力。 从理论上讲，一个n位二进制数输出ADC应能 区分输入模拟电压的2n个不同量级，能区分输 入模拟电压的最小值为满量程输入的 1/2n。 例如，ADC输出为八位二进制数， 输入信号最 大值为 5V，其分辨率为 （2）、转换时间 转换时间是A／D转换完成一次所需的时间。 （3）、转换误差 它表示A/D转换器实际输出的数字量和理 论上的输出数字量之间的差别。 常用最低有效位的倍数表示。 例如，相对误差≤±LSB/2，就表明实际输出 的数字量和理论上应得到的输出数字量之间的 误差小于最低位的半个字。 （4）、偏移误差 偏移误差是指输入信号为零时，输出信号不为 零的值，所以有时又称为零值误差。 或者：使最低有效位成“1”状态时的实际输入 电压与理论电压之差 1．ADC0801 它具有包括三态输出缓冲器的完整接口电路，可以直接与8 位微处理器连接。 ⑴．主要特性 1）8位逐次逼近式A／D转换器，即分辨率8位。 2）转换时间为100μs 3）单电源供电，＋5V 4）差动模拟输入信号范围0～＋5V 5）工作温度范围为-40～＋85℃ 6）有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的输出 可以直接连接到CPU的数据总线上，无需加逻辑接口。 （2）．外部特性（引脚功能） 2、 AD574（MX574） ⑴．主要特性 1）12位逐次逼近式A／D转换器。 2）转换时间为25μs，工作温度为0℃～70℃， 功耗390 mW。 3）输入电压可为单极性（0～+10V，0～+20V） 或双极性（-5V～+5V，-10V～+10V ）。　 4）可由外部控制进行12位转换或8位转换。　 5）12位数据输出分为三段，A段为高4位，B段为中4位，C段为低4位，三段分别经三态门控制输出。所以数据输出可以一次完成，也可分为两次，先输出高8位，后输出低4位。 6）内部具有三态输出缓冲器，可直接与8位、 12位或16位微处理器直接相连。 7）具有＋10.000V的高精度内部基准电压源， 只需外接一只适当阻值的电阻，便可向DAC 部分的解码网络提供参考输入。内部具有 时钟产生电路，不须外部接线。 8）需三组电源：＋5V、VCC（＋12V～＋ 15V）、VEE（－12V～