AD转换原理器件与应用.pptVIP

图6-66 VFC32与8031接口电器 6.8.4 A/D转换器的一般选择原则 A/D转换器在选择时必须考虑以下几个指标： 分辨率 指输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。 转换精确度 在转换过程中，任何数码所对应的实际模拟电压与理想模拟电压值之最大偏差与满刻度模拟电压之比的百分数，或以二制分数来表示相应的数字量。 转换速率 指在单位时间内完成转换的次数。 线性度 是指A/D转换器实际的模拟电压与数字的转换关系与理想直线之间之差，或用非线性误差来表示。 偏移误差 是指输入电压为零时，输出数字量不为零之值。 Do you have made a progress today ? * * 6.8 A/D转换原理、器件及应用 6.8.1 双积分式A/D转换原理、器件及应用 6.8.2 逐位逼近式A/D转换原理、器件及应用 6.8.3 U/F转换原理及常用器件 6.8.4 A/D转换器的一般选择原则 6.8.1 双积分式A/D转换原理、器件及应用 微机或数字仪表输出的数字量必须转换成模拟量输出，才能送给模拟执行机构去实现控制。完成模拟量到数字量的转换器件称为模数转换器，简称A/D转换器。 根据转换原理，A/D转换可分为两大类：直接变换型和间接变换型。直接变换型将输入的模拟电压直接转换成数字代码；间接变换型将输入模拟电压转换成中间变量（如，时间、频率、脉冲宽度等），然后，把中间变量转换成数字代码。 双各分式A/D转换采用间接转换技术，其原理框图见图6-42。其转换过程简述如下： 首先，逻辑控制器发出t0脉冲，清零计数器和寄存器，同时断开S1~S3和S4、S5闭合，积分电容 放电至零电荷。 逻辑控制器发出t1脉冲，S2~S5断开，S1闭合，对被测电压UX进行积分。同时令计器开始对f0定时计算。积分器输出电压U0为： 当计算器溢出时，积分时间为T1，T1为定值。此称为采样阶段，见图6－42。 图6-42 双积分式A/D转换原理框图 双积分式A/D转换原理： 逻辑控制器发出t2脉冲令计数器和寄存器清零，S1和S3~S5断开。积分器对基准电压UN积分。同时令计数器又开始计数。积分器输出电压为： 当积分器输出过零时，逻辑控制器令计数器停止计数。此为测量阶段。此阶段时间T2为，见图6-42。 由于积分器由零开始积分又回到零，因此 ，由式（6-32）和式（6-33）得： 设T1期间计数器计数值为N1；T2期间计数值N2；时钟脉冲频率为f0，则N1=T1f0，N2=T2f0，代入式（6-34）得： 由上式可见，N2正比于被测电压Ux在一个周期内的平均值 。 由上式可见，若采样时间 是交流干扰信号周期的整数倍，双积分A/D转换器对干扰信号具有无穷大的抗干扰能力。这是双积分式A/D的突出优点，其缺点是转换时间较长，一般大于40ms，不适用于被测信号频率较高的场合，而对于直流或缓变信号，得到广泛应用。 双积分式A/D转换器件及应用 双积分式A/D转换芯片的品种很多。BCD码输出的常用芯片有： 位有MC14433（CC14433、5G14433）； 位有ICL7135（CH7135、TSC7135、5G7135）和CH295； 位有CC7555等。二进制码输出的常用芯片有ICL7109（12位）和ICL7104（16位）等。以上芯片能方便地与单片机接口组成智能化仪表。此外，还有许多带BCD-七段译码、驱动功能的芯片，其输出可直接驱动LED或LCD显示，简化了硬件电路，其中， 位有ICL7106/7107/7136； 位的有ICL7129等。这类芯片不便与微机接口，但是，与LED或LCD组成数字电压表却具有线路简单、工作可靠的突出优点。 1.MC14433A/D转换器 国产型号是5G14433，是广泛使用的最典型双积分A/D转换器。具有抗干扰能力强，精度高（相当于11位二进制数），自动校零，自动极性输出，自动量程控制信号输出，动态字位扫描BCD码输出，单基准电压，外接元件少，价格低廉等特点。MC14433为24脚双列直插式，其引脚功能，见图6-43。 图6-43 MC14433引脚功能 图6-44 MC14433 外部电路和典型连接 图6-45 位数字电压表原理 图6-46 是MC14433与8031单片机的接口电路 2.MC7135A/D转换器 国外产品有ICL7135、5G7135、AD7135、CH7136、TSC7135等，可以互换使用。是目前国内市场上广泛流行的单片集成 位双积分式A/D转换器。具有精度高（相当于14位二