AD转换器.ppt

* A／D转换器概述 A／D转换器是将模拟量转换为数字量的器件，这个模拟量泛指电压、电阻、电流、时间等参量，但在一般情况下，模拟量是指电压而言的。 一、A／D转换器的定义 分辨率与量化误差 转换精度 转换速率 满刻度范围 二、A／D转换器的技术指标 二、A／D转换器的技术指标 分辨率与量化误差 分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标。例如：某A/D转换器为12位，若用百分比表示，即表示该转换器可以用212个二进制数对输入模拟量进行量化，其分辨力为1LSB。 若用百分比表示，其分辨率为（1/212)×100％ =0.025％，若允许最大输入电压为10V，则它能分辨输入模拟电压的最小变化量为10V×1/212 = 2.4mV。 A/D转换器的分辨率取决于A/D转换器的位数，所以习惯上也以BCD 码数的位数直接表示。 二、A／D转换器的技术指标 分辨率与量化误差 量化误差是由A/D 转换器有限字长数字量对输入模拟量进行离散取样（量化）引起的误差，其大小在理论上为一个单位（1LSB ）。将实际转移曲线在零刻度处偏移1/2单位，可使得量化误差为±1/2LSB。 A/D转换器的量化误差 二、A／D转换器的技术指标 分辨率与量化误差 分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标。A/D转换器的分辨率取决于A/D转换器的位数，所以习惯上以输出二进制数或BCD 码数的位数来表示。 量化误差是由于A/D 转换器有限字长数字量对输入模拟量进行离散取样（量化）引起的误差，其大小在理论上也为一个单位（1LSB ）。 量化误差和分辨率是统一的，即提高分辨率可以减小量化误差。 二、A／D转换器的技术指标 2、转换精度 转换精度反映了一个实际A/D转换器与一个理想A/D转换器在量化值上的差值，用绝对误差或相对误差来表示。由于理想A/D转换器也存在着量化误差，因此， 实际A/D转换器转换精度所对应的误差指标不包括量化误差在内。 转换精度指标通常由以下分项误差有组成： ① 偏移误差 ② 满刻度误差 ③ 非线性误差 ④ 微分非线性误差 转换精度 转换精度指标通常由以下分项误差有组成： ① 偏移误差：是指输出为零时，输入不为零的值，所以有时又称零点误差。偏移误差可以通过在A/D转换器的外部加接调节电位器，将偏移误差调至最小。 ② 满刻度误差：又称增益误差，它是指A/D转换器满刻度时输出的代码所对应的实际输入电压值与理想输入电压值之差，满刻度误差一般是由参考电压、放大器放大倍数、电阻网络误差等引起。满刻度误差可以通过外部电路来修正。 ③ 非线性误差：是指实际转移函数与理想直线的最大偏移。非线性误差不包括量化误差，偏移误差和满刻度误差。 ④ 微分非线性误差：是指转换器实际阶梯电压与理想阶梯电压(1LSB)之间的差值。为保证A/D转换器的单调性能，A/D转换器的微分非线性误差一般不大于1LSB。非线性误差和微分非线性误差在使用中很难进行调整。 二、A／D转换器的技术指标 3、转换速率 转换速率是指A／D转换器在每秒钟内所能完成的转换次数。 转换速率也可表述为转换时间，即A／D转换从启动到结束所需的时间，转换速率与转换时间互为倒数。 例如，某A／D转换器的转换速率为5MHz，则其转换时间是200ns。 二、A／D转换器的技术指标 4、满刻度范围 满刻度范围是指A／D转换器所允许最大的输入电压范围。 如(0～5)V，(0～10)V，(－5～＋5)V等 满刻度值只是个名义值，实际的A／D转换器的最大输入电压值总比满刻度值小1／2n（n为转换器的位数）。这是因为0值也是2n个转换器状态中的一个。 例如12位的A／D转换器，其满刻度值为10V，而实际允 许的最大输入电压值为 ×10＝9.9976V。 *