5-5-2并行比较型AD转换器.ppt

* §5-5 模/数转换电路(ADC) 学习要点： A/D转换器的一般构成部件 并行比较型和逐次逼近型ADC结构和 特点 模/数转换电路 5-5-1 A/D转换器的基本原理 5-5-2 并行比较型A/D转换器 退出 5-5-3 逐次逼近型A/D转换器 5-5-4 A/D 转换器的主要参数 A/D——将模拟信号转换为数字信号的过程称为模-数 (A/D)转 换，能够完成这种转换的电路称为ADC) 5-5-1 A/D转换器的基本原理 A/D转换器一般包括——1）采样-保持电路； 2）量化编码电路两部分组成。 其工作原理如图所示： A/D转换器的工作原理示意图 采样-保持电路 CP C S 量化及 编码电路 输入模拟电压 采样展宽信号 D0 D1 Dn－1 数字量 输出 （n位） ui (t) us (t) … 1．采样-保持电路 采样——把随时间连续变化的信号转换为时间上断续、幅度上 等于采样时间内模拟信号大小的一串脉冲。 ui uo CP t t t O O O 保持——由于A/D转换需要一定的时间，所以在每次采样结束 后，应保持采样电压值在一段时间内不变，直到下一 次采样开始。采样-保持电路一般合二为一。 ∞ － + + ∞ － + + 开关驱 动电路 采样脉冲 ui uo uC CH S A1 A2 t O u ui uo 2．量化和编码 量化——将采样-保持电路输出的阶梯电压，用某个规定最小单 位（ ）的整数倍表示， 称： 为 “量化单位”。 编码——将量化后的信号数值用二进制码表示。经编码后的结 果就是A/D转换器的输出。 量化误差——采样得到的电压不可能正好是整数倍，在量化时 要取近似值，因此，必然产生一定的误差。 量化方法—— （1）只舍不入法。当0≤ uo 时，uo的量化值取0； 当 ≤ uo 2 时，uo的量化值取 ； 当2 ≤ uo 3 时，uo的量化值取2 （2）有舍有入法。当0≤ uo 时，uo的量化值取0； 当 ≤ uo 时，uo的量化值取 ； 当 ≤ uo 时，uo的量化值取 2 。 采用两种不同方法，量化结果如图所示 例如，将0～1V之间的模拟电压转换为3位二进制代码。 000 001 010 011 100 101 110 111 0V 1V 量化电压 代码输出 1/8V 2/8V 3/8V 4/8V 5/8V 6/8V 7/8V 000 001 010 011 100 101 110 111 0V 1V 量化电压 代码输出 1/15V 3/15V 5/15V 7/15V 9/15V 11/15V 13/15V (a) (b) 5-5-2 并行比较型A/D转换器 量化和编码电路是A/D转换器的核心。 ADC分类——1）并行比较型A/D转换； 2）逐次逼近型A/D转换； 3）双积分型A/D转换。 R VREF VREF ∞ － + + ∞ － + + ∞ － + + ∞ － + + ∞ － + + ∞ － + + ∞ － + + D D D D D D D VREF VREF VREF VREF VREF VREF R R R R R R R C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 FF1 FF2 FF3 FF4 FF5 FF6 FF7 CP ui D0 D1 D2 代 码 转 换 器 分压器 比较器 寄存器 代码转换器 3位并行比较型A/D转换器 电路主要由三部分组成： （1）