模数转换电路.ppt

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1、§5-5模/数转换电路(ADC)学习要点：A/D转换器的一般构成部件并行比较型和逐次逼近型ADC结构和特点模/数转换电路5-5-1A/D转换器的基本原理5-5-2并行比较型A/D转换器退出5-5-3逐次逼近型A/D转换器5-5-4A/D转换器的主要参数A/D——将模拟信号转换为数字信号的过程称为模-数(A/D)转换，能够完成这种转换的电路称为ADC)5-5-1A/D转换器的基本原理A/D转换器一般包括——1）采样-保持电路；2）量化编码电路两部分组成。其工作原理如图所示：A/D转换器的工作原理示意图采样-保持电路CPCS量化及编码电路输入模拟电压采样

2、展宽信号D0D1Dn－1数字量输出（n位）ui(t)us(t)…1．采样-保持电路采样——把随时间连续变化的信号转换为时间上断续、幅度上等于采样时间内模拟信号大小的一串脉冲。uiuoCPtttOOO保持——由于A/D转换需要一定的时间，所以在每次采样结束后，应保持采样电压值在一段时间内不变，直到下一次采样开始。采样-保持电路一般合二为一。∞－++∞－++开关驱动电路采样脉冲uiuouCCHSA1A2tOuuiuo2．量化和编码量化——将采样-保持电路输出的阶梯电压，用某个规定最小单位（）的整数倍表示，称：为“量化单位”。编码——将量化后的信号数值用二

3、进制码表示。经编码后的结果就是A/D转换器的输出。量化误差——采样得到的电压不可能正好是整数倍，在量化时要取近似值，因此，必然产生一定的误差。量化方法——（1）只舍不入法。当0≤uo<时，uo的量化值取0；当≤uo<2时，uo的量化值取；当2≤uo<3时，uo的量化值取2（2）有舍有入法。当0≤uo<时，uo的量化值取0；当≤uo<时，uo的量化值取；当≤uo<时，uo的量化值取2。采用两种不同方法，量化结果如图所示例如，将0～1V之间的模拟电压转换为3位二进制代码。0000010100111001011101110V1V量化电压代码输出1/8V2/

4、8V3/8V4/8V5/8V6/8V7/8V0000010100111001011101110V1V量化电压代码输出1/15V3/15V5/15V7/15V9/15V11/15V13/15V(a)(b)5-5-2并行比较型A/D转换器量化和编码电路是A/D转换器的核心。ADC分类——1）并行比较型A/D转换；2）逐次逼近型A/D转换；3）双积分型A/D转换。RVREFVREF∞－++∞－++∞－++∞－++∞－++∞－++∞－++DDDDDDDVREFVREFVREFVREFVREFVREFRRRRRRRC1C2C3C4C5C6C7FF1FF2FF3

5、FF4FF5FF6FF7CPuiD0D1D2代码转换器分压器比较器寄存器代码转换器3位并行比较型A/D转换器电路主要由三部分组成：（1）电阻分压器——将VREF分别送到各电压比较器的反相端。且各比较器参考电压分别为VREF/15、3VREF/15，…13VREF/15。（2）电压比较器——同相端电压高于反相端时，输出高电平，反之输出低电平。三位ADC用7个比较器，并且将同相端共同接输入电压，ui取不同值时，各比较器的输出也不同。（3）寄存器及编码电路——7个D触发器在时钟脉冲CP的作用下，将比较器的输出结果暂存，供代码转换电路进行编码，实现模拟量到数

6、字量的转换。真值表如下表：3位并行比较型A/D转换器真值表输入模拟电压寄存器状态代码输出Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1D2D1D00≤ui≤(1/15)VREF0000000000(1/15)VREF

7、/15)VREF0111111110(13/15)VREF

8、11g的物体，如果砝码保留记为1，去掉记为0，则被称量物体的质量可表示为二进制数1011。－+模拟电压输入逻