NO6 蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试.ppt

蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试知识链接一、A/D转换器的基本原理在A/D转换器中，因为输入的模拟信号在时间上是连续量，而输出的数字信号代码是离散量，所以进行转换时必须在一系列选定的瞬间（时间坐标轴上的一些规定点上）对输入的模拟信号取样，然后再把这些取样值转换为输出的数字量。因此，一般的A/D转换过程是通过取样、保持、量化和编码这四个步骤完成的，如图6-16所示。蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试图6-16模拟量到数字量的转换过程蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试1.取样定理蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试图6-17对输入模拟信号的采样图6-18还原取样信号所用滤波器的频率特性蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试2.量化与编码数字信号不仅在时间上是离散的，而且在数值上的变化也不是连续的。这就是说，任何一个数字量的大小，都是以某个最小数量单位的整倍数来表示的。因此，在用数字量表示取样电压时，也必须把它化成这个最小数量单位的整倍数，这个转化过程就称为量化。所规定的最小数量单位称为量化单位，用Δ表示。显然，数字信号最低有效位中的1表示的数量大小就等于Δ。把量化的数值用二进制代码表示，称为编码。这个二进制代码就是A/D转换的输出信号。蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试图6-19划分量化电平的两种方法蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试二、并行比较型A/D转换器蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试图6-20并行比较型A/D转换器蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试并行A/D转换器具有如下特点1由于转换是并行的，其转换时间只受比较器、触发器和编码电路延迟时间限制，因此转换速度最快。32随着分辨率的提高，元件数目要按几何级数增加。一个n位转换器，所用的比较器个数为2n－1，如8位的并行A/D转换器就需要28－1=255个比较器。由于位数愈多，电路愈复杂，因此制成分辨率较高的集成并行A/D转换器是比较困难的。33使用这种含有寄存器的并行A/D转换电路时，可以不用附加取样－保持电路，因为比较器和寄存器这两部分也兼有取样－保持功能。这也是该电路的一个优点。蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试三、逐次比较型A/D转换器逐次比较转换过程与用天平称物重非常相似。按照天平称重的思路，逐次比较型A/D转换器，就是将输入模拟信号与不同的参考电压做多次比较，使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量的对应值。4位逐次比较型A/D转换器的逻辑电路如图6-21所示。图中5位移位寄存器可进行并入/并出或串入/串出操作，其输入端F为并行置数使能端，高电平有效。其输入端S为高位串行数据输入。数据寄存器由D边沿触发器组成，数字量从Q4～Q1输出。蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试图6-214位逐次比较型A/D转换器的逻辑电路蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试四、双积分型A/D转换器双积分型A/D转换器是一种间接A/D转换器。它的基本原理是对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用时钟脉冲和计数器测出此时间间隔，进而得到相应的数字量输出。由于该转换电路是对输入电压的平均值进行转换，所以它具有很强的抗工频干扰能力，在数字测量中得到了广泛的应用。蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试图6-22双积分型A/D转换器蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试图6-23双积分型A/D转换器各点工作波形蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试五、A/D转换器的主要技术指标1.转换精度1)分辨率分辨率说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。A/D转换器的分辨率以输出二进制（或十进制）数的位数表示。从理论上讲，n位输出的A/D转换器能区分2n个不同等级的输入模拟电压，能区分输入电压的最小值为满量程输入的1/2n。在最大输入电压一定时，输出位数愈多，量化单位愈小，分辨率愈高。例如A/D转换器输出为8位二进制数，输入信号最大值为5V，那么这个转换器应能区分输入信号的最小电压为19.53mV。蔬菜大棚温度报警电路的设计与调试2)转换时间转换误差表示A/D转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字量之