接口课件第8章接口计数AD与DA幻灯片.ppt

* WAIT∶LOOP WAIT；延时，等待A/D转换 IN AL，DX；使OUTPUTENABLE有效，输入数据 MOV [DI]，AL；保存数据 INC AH ；换下一个模拟通道 INC DI ；修改数据区指针 DEC BL JNZ AA1 * 欢迎辞 * * * * * * * * * * * * * * * * * * 采样-保持电路的必要性 对连续变化的模拟量要按一定的规律和周期取出其中某一瞬时值，这个过程就是采样。 现场的信号总是在变化的，而A/D转换总是需要一定时间的，所以需要把要转换的信号采样后保持一段时间，以备转换。 现场信号的变化是缓慢的，没有必要始终监视，而采用巡回检测的办法，所以也要求有采样-保持电路。 采样频率一般至少要大于输入信号最高频率的2倍。 * 2 整量化(量化、分层)——数/模转换的核心 将采样后得到的幅值变为数字量即为量化、编码的过程。 （1）定义 量化——以一定的量化单位，把数值上连续的模拟量而时间上离散的模拟信号通过量化装置转变为数值上离散的阶跃量的过程。 * 量化—采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列倍数比较，用最接近采样信号幅值的最小数量单位倍数来代替该幅值。 最小数量单位 —量化单位，用 q 表示。 量化单位定义：量化器满量程电压FSR (Full Scale Range)与2n 的比值。 其中 n—量化器的位数。 * 例：当FSR = 10V，n = 8时，q = 39.1 mV； 当 FSR= 10V，n = 12时，q = 2.44 mV； 当 FSR= 10V，n = 16时，q = 0.15 mV。 由此可见： 量化器的位数n↑，量化单位q↓。 * （1）只舍不入 方法：信号幅值小于量化单位 q 倍数的部分，一律舍去。 2. 量化方法 t 0 q 2q 3q xS(nTS) TS 2TS 3TS … . . . t xq(nTS) 0 q 2q 3q . . . TS 2TS 3TS … (a) (b) “只舍不入”量化过程 将信号幅值轴分成若干层，各层之间的间隔均等于量化单位q。 * （2）四舍五入 方法：信号幅值小于q/2的部分，舍去， 大于或等于q/2的部分，计入。 t 0 q 2q 3q xS(nTS) TS 2TS 3TS … . . . t xq(nTS) 0 q 2q 3q . . . TS 2TS 3TS … (a) (b) “四舍五入”量化过程 * 8.3.2 模数转换器的工作原理 （1）计数型A/D变换器 * （2） 双积分式A/D转换 (a)电路工作原理 (b) 双积分原理 * 基本原理：将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔，再把此时间间隔转换成数字量，属于间接转换。 转换过程：先将开关接通待转换的模拟量Ｖi，Ｖi采样输入到积分器，积分器从零开始进行固定时间Ｔ的正向积分，时间Ｔ到后，开关再接通与Ｖi极性相反的基准电压Vref ，将Vref输入到积分器，进行反相积分，直到输出为0V时停止积分。Ｖi越大，积分器输出电压越大，反相积分时间也越长。 * （3） 逐次逼近式A/D转换 * 基本原理：从高位到低位逐位试探比较。 转换过程：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A转换器，经D/A转换后生成的模拟量送入比较器，输出称为Ｖo，与送入比较器的待转换的模拟量Ｖi进行比较，若ＶoＶi，该位1被保留，否则被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位为1，将寄存器中新的数字量送D/A转换器，输出的Ｖo再与Ｖi比较，若ＶoＶi，该位1被保留，否则被清除。重复此过程，直至逼近寄存器最低位。 * 8.3.3 A/D转换器的参数 (1) 分辨率 A/D转换器能分辨的最小模拟输入量。通常用能转换成的数字量的位数来表示，如8位、10位、12位、16位等。位数越高，分辨率越高。 例如，对于8位A/D转换器，当输入电压满刻度为5V时，其输出数字量的变化范围为0~255，转换电路对输入模拟电压的分辨能力为5V/255＝19.5mV。 * (2) 转换时间 A/D转换器完成一次转换所需的时间。 (3) 量化误差 是在A/D转换中由于整量化所产生的固有误差。对于舍入量化法，量化误差在1/2LSB之间。分辨率高，量化误差小。 * (3) 绝对精度 是指与数字输出量所对应的模拟输入量的实际值与理论值之间的差值。 （4）相对精度 满度值校准以后，任意数字输出所对应的