数字电子技术第十章精讲.ppt

小结： 1、 逐次比较型A/D转换器输出数字量的位数越多转换精度越高； 2、逐次比较型A/D转换器完成一次转换所需时间与其位数n和时钟脉冲频率有关，位数愈少，时钟频率越高，转换所需时间越短； 10.2.4 双积分式A/D转换器 1、双积分式A/D转换器的基本指导思想 对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用时钟脉冲和计数器测出此时间间隔，进而得到相应的数字量输出。双积分式A/D转换器也称为电压－时间－数字式积分器 。 1、电路组成 0 0 0 0 0 Cr信号将计数器清零；开关S2闭合，待积分电容放电完毕后，断开S2 使电容的初始电压为0。 2、工作原理 1 准备阶段： 经过2n个CP 2 第一次积分： t t0时，开关S1与A端相接，积分器开始对?I积分。 经2n个CP后,开关切换到B，?， VP。第一积分时间为2nTC VREF加到积分器的输入端，积分器反方向进行第二次积分；当t t2时积分器输出电压?O≥0，比较器输出?C 0，时钟脉冲控制门G被关闭，计数停止。 3 第二次积分： T1 2nTC T2 ?Tc T2 t1 ?t2 在计数器所计的数? Qn-1…Q1Q0，?就是A/D转换器得到的结果。 10.2.4 双积分式A/D转换器 优点： 1. 由于转换结果与时间常数RC无关，从而消除了积分非线 性带来的误差。 2. 由于双积分A/D转换器在T1时间内采的是输入电压的平均值， 因此具有很强的抗工频干扰的能力。 T1 2nTC 3. 只要求时钟源在一个转换周期时间内保持稳定即可。 1. 转换精度 10.2.5 A/D转换器的主要技术指标 单片集成A/D转换器的转换精度是用分辨率和转换误差来描述的。 分辨率: 说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。通常以输出二进制 或十进制 数的位数表示。 转换误差： 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。 2. 转换时间 指A/D转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间。 A/D转换器的转换时间与转换电路的类型有关 并行比较A/D转换器的转换速度最高 , 逐次比较型A/D转换器次之 , 间接A/D转换器 如双积分A/D 的速度最慢。 并行比较A/D转换器 8位） 逐次比较型A/D转换器 间接A/D转换器 10~50?s 50ns 10ms~1000ms 1. 使用A/D转换器时应注意以下几点： 1 转换过程各信号的时序配合 10.2.6 集成A/D转换器及其应用 2 零点和满刻度调节 3 参考电压的调节 4 接地 模拟电路电源 模拟电路 A/D 转换器 数字电路电源 数字电路 A A/D、D/A及采样保持芯片上都提供了独立的模拟地 AGND 和数字地 DGND 的引脚。 模数、数模转换电路中要特别注意到地线的正确连接，否则干扰很严重，以致影响转换结果的准确性。 在线路设计中，必须将所有器件的模拟地和数字地分别相连，然后将模拟地与数字地仅在一点上相连接。 2. ADC0809的典型应用 * 图中看出，谐波次数越高，幅值分量越小，对原波形的贡献越小，所以在一定条件下可忽略高次谐波。 * 图中看出，谐波次数越高，幅值分量越小，对原波形的贡献越小，所以在一定条件下可忽略高次谐波。 * 10.1.6 D/A转换器的输出方式 8位D/A转换器在单极性输出时的输入/输出关系 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 … … 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 … … 1 1 1 1 1 1 1 1 模拟量 数字量 MSB LSB DAC的双极性输出 在实际应用中，DAC输入的数字量有正有负,这就要求DAC能将不同极性的数字量对应转换为正、负极性的模拟电压，工作于双极性方式。 十进制数 2的补码 偏移二进制码 模拟量 D7 D6D5D4D3D2D1D0 D7D6D5D4D3D2D1D0 vo/VLSB 127 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 127 126 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 126 … … … … 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 1