10数模模数转换-课件（PPT-精）.ppt

工作过程： ① 准备阶段：转换控制信号CR＝0，将计数器清0，并通过G2接通开关S2，使电容C放电；同时，Qn＝0使S1接通A点。 ② 采样阶段：当t＝0时，CR变为高电平，开关S2断开，积分器从0开始对uI积分，积分器的输出电压从0V开始下降，即 与此同时，由于uO＜0，故uC＝1，G1被打开，CP脉冲通过G1加到FF0上，计数器从0开始计数。 工作过程： 直到当t＝t1时，FF0～FFn-1都翻转为0态，而Qn翻转为1态，将S1由A点转接到B点，采样阶段到此结束。若CP脉冲的周期为Tc，则T1＝2nTc。 设UI为输入电压在T1时间间隔内的平均值，则第一次积分结束时积分器的输出电压为 工作过程： ③ 比较阶段：在t=t1时刻，S1接通B点，-UREF加到积分器的输入端，积分器开始反向积分，uO开始从Up点以固定的斜率回升，若以t1算作0时刻，此时有 当t＝t2时，uO正好过零，uC翻转为0，G1关闭，计数器停止计数。在T2期间计数器所累计的CP脉冲的个数为N，且有T2＝NTC。 工作过程： 若以t1算作0时刻，当t＝T2时，积分器的输出uO＝0，此时则有 可见，T2∝UI。 由于T1＝2nTc，所以有 结论： 可见，N∝UI∝uI，实现了A/D转换，N为转换结果。 第一，如果减小uI（即图7-12中的uI′），则当t＝T1时，uO＝Up′，显然Up′＜Up，从而有T2′＜T2； 第二，T1的时间长度与uI的大小无关，均为2nTc； 第三，第二次积分的斜率是固定的，与Up的大小无关。 由于T2＝NTc，所以 优点1：抗干扰能力强。积分采样对交流噪声有很强的抑制能力；如果选择采样时间T1为20ms的整数倍时，则可有效地抑制工频干扰。 缺点：转换速度较慢。完成一次A/D转换至少需要（T1＋T2）时间，每秒钟一般只能转换几次到十几次。因此它多用于精度要求高、抗干扰能力强而转换速度要求不高的场合。 　 优点2：具有良好的稳定性，可实现高精度。由于在转换过程中通过两次积分把UI和UREF之比变成了两次计数值之比，故转换结果和精度与R、C无关。 10.2.3 ADC的主要技术参数 1.分辨率 分辨率是指A/D转换器输出数字量的最低位变化一个数码时，对应输入模拟量的变化量。通常以ADC输出数字量的位数表示分辨率的高低，因为位数越多，量化单位就越小，对输入信号的分辨能力也就越高。 例如，输入模拟电压满量程为10V，若用8位ADC转换时，其分辨率为10V/28＝39mV，10位的ADC是9.76mV，而12位的ADC为2.44mV。 2.转换误差 转换误差表示A/D转换器实际输出的数字量与理论上的输出数字量之间的差别。通常以输出误差的最大值形式给出。转换误差也叫相对精度或相对误差。转换误差常用最低有效位的倍数表示。 例如某ADC的相对精度为±(1/2)LSB，这说明理论上应输出的数字量与实际输出的数字量之间的误差不大于最低位为１的一半。 3. 转换速度 　 完成一次A/D转换所需要的时间叫做转换时间，转换时间越短，则转换速度越快。 双积分ADC的转换时间在几十毫秒至几百毫秒之间； 逐次比较型ADC的转换时间大都在10～50μs之间； 并行比较型ADC的转换时间可达10ns。 10.2.3 ADC的主要技术参数 10.2.4 集成A/D转换器及其应用举例 集成A/D转换器规格品种繁多，常见的有ADC0804、ADC0809、MC14433等。 1. ADC0804 A/D转换器 　　ADC0804是一种逐次比较型A/D转换器。 （1）主要功能及参数 ①　分辨率为8位。 ②　线性误差为±1/2LSB。 ③　三态锁存输出，输出电平与TTL兼容。 ④　+5V单电源供电，模拟电压输入范围0～5V。 ⑤　功耗小于20mW。 ⑥　不必进行零点和满度调整。 ⑦　转换速度较高，可达100μS。 图10-13 ADC0804引脚图 　UIN+、UIN-：模拟信号输入端，可接收单极性、双极性和差模输入信号。 UREF：基准电压输入端。 CLK：时钟信号输入端。 CLKR：内部时钟发生器外接电阻端，与CLK端配合可由芯片产生时钟脉冲。 （2）ADC0804各引脚功能说明如下： 　D0～D7：数据输出端，有三态功能，能与微机总线相接。。 　 AGND：模拟信号地。 　 DGND：数字信号地。 　　CS：片选信号输入端，低电平有效。　 　 RD：读信号输入端，低电平有效。当CS和RD均有