逐次逼近型模数转换器的仿真模型

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1、万方数据逐次逼近型模数转换器的仿真模型王凤，黄泽琴，申忠如(西安交通大学电气工程学院陕西西安710049)摘要：首先分析了构建ADC模型的2个关键环节：如何用数字量函数替代实际的模拟量输入，以及如何构建仿真模型内核。利用线性插值算法实现了环节一，并以逐次逼近型AD(：为例，构建了模型的仿真内核。为了更加清晰地表述这种ADC模型的作用，以“有采样保持器”和“无采样保持器”为例，通过实际的ADC模型算例分析了无采样保持器对ADC转换结果的影响，客观表现出这种模型的开放性和广泛适用性。关键词：模／数转换；ADC模型；逐次逼近

2、型模／数转换器；数字量函数中图分类号：TP335文献标识码：B文章编号：1004—373X(2007)14—043—03SimulationModelofSARADConverterWANGFeng，HUANGZeqin，SHENZhongru(SchoolofElectricalEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi7an，710049，China)Abstract：ThispaperanalyzestwoimportantissuesinCOnstructingsimulati

3、onmodelofADconverter：oneistOfindawayofusingdigitalinputsignalinsteadofanalogsignalonPCsimulationplatform，andtheotherishowtoconstructthemodelkernel．Thefirstissueisimplementedbylinearinterpolationarithmetic，andthenthemodeIkernelissetupbytheexampleofSARADconverter．

4、tnordertoshowmoreabouttheoperationofthismodel，thesimulationsofADconverterwithsampling—holderandwithoutsampling—holderareimportedastheexample．Bysimulatingthesetwomodels，theeffectof110sampling—holderonADconverterispresented，whichshowstheopera‘ngandabroadadaptiveof

5、themodel．Keywords：analogdigitalCOnverter；modelofADC；SARADconverterdigitalfunction模／数转换器(AnalogDigitalConverter，ADC)是数据采集的核心器件，在几十年的发展过程中，诞生了积分型、逐次逼近型、并行比较型，以及∑一△型和流水线型等多种模数转换器件n]。ADC模型是一个基于Matlab的功能函数，输入是原始模拟信号的数字量集合，但是这个数字量集合必须能够与原始模拟量足够的吻合，以替代原始模拟量的输入。ADC模型的内核

6、是一系列程序语言，完成对不同种类的ADC的模拟，其输出是指定的ADC结果，以二进制数字量表示。因此，构建ADC模型的难点集中在2处：将离散的数字量集合转换成连续的数字量函数，以完成对现实中的模拟量的等效替代；用程序语言(本文用Matlab实现)完成不同种类ADC的转换过程模拟。本文以逐次逼近型ADC为例，阐述ADC模型的构建和使用。1用连续数字量函数替代连续模拟信号ADC是将外界输入的模拟量转换成时间上离散、数值上量化的数字量。其核心步骤是抽样和量化，输入的必须是模拟信号，也就是时间上连续、在大小上可以无限细分的信号。

7、但是，用纯粹的软件语言实现ADC模型，就面临着如何给模型加载合适的输入信号。首先，这个输入信收稿日期：2007一02—23号必须是数字的，只有这样才能与模型衔接。其次，这个信号必须在时间上和幅值上具有相对连续的特点。除可以用数学函数表达的标准信号外，一般的随机数字输入信号不具备这样的特点。因此，大量研究都采用给ADC模型输入标准正弦波的形式进行仿真∞。：。文献[4]中提到给仿真器输入一个带有噪声的正弦数字信号，并且在工作中使用到提高采样率256倍，很显然需要对原始输人的数字信号进行处理，但是文章没有给出详细的解决方案。

8、对随机的模拟量输入信号“一，(￡)(如图1中的原始模拟信号——细实线表示)进行数字化，获得的是图l所示的“原离散数字量”(圆圈表示)。可以看出。这些数字量在时问上是离散的，间距为&，在数值上是被量化的，电压间距为Au。P。，Po，⋯，P0⋯是这些数字量。这些数字量的集合既不满足时间上的连续，也不满足幅值上的连续。有多种方案可以将离