1、常用AD轉(zhuǎn)化方法高等理工實(shí)驗(yàn)班黃啟圣概述AD轉(zhuǎn)換總體都需要進(jìn)行采樣，轉(zhuǎn)化，編碼這三個大步驟轉(zhuǎn)化時都采用只舍不入的原則無法兼顧速度與成本并行比較法DA轉(zhuǎn)換法中開關(guān)樹的逆運(yùn)算事先分好位置，電壓只需對號入座實(shí)際是組合邏輯，速度最快，價格最高（所用器件多）LSB例題三、并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器 假定被轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓uI在0UREF范圍內(nèi)變化。取3位二進(jìn)制數(shù)代表模擬輸入uI的數(shù)字輸出。 采用有舍有入的量化方式，利用電阻分壓把標(biāo)準(zhǔn)電壓UREF分成8段（量化階梯），位數(shù)越多，精度越高。UR1= UREFRRRRRRUR2= UREFUR3= UREFUR4= UREFUR6= UREFUR5= UREFU

2、R7= UREFUREFLSB/2二進(jìn)制數(shù)輸出 其中6段間隔為(1/7)UREF，另外兩段間隔（最初和最末）為(1/14)UREF。因此，輸入模擬電壓從0到UREF整個范圍內(nèi)，它的最大量化誤差都是一樣的，即永遠(yuǎn)不會超過(1/14) UREF。010011100101110111 001是在(1/7)UREF時的值。在(1/14)UREF，(3/14)UREF之間的值和(1/7)UREF最多相差(1/14)UREF ，因此，最大量化誤差不會超過(1/14) UREF。000001R8R1參考電壓模擬輸入電壓uI UREF UREF UREF UREF UREF UREF UREFRRRRRR分壓

3、器組UREFC1C7C6C5C4C3C2uI比較器組Q6Q4FF7Q7FF6FF5Q5FF4FF3Q3FF2Q2FF1Q1CP 由7個D觸發(fā)器組成的同步寄存器組。D2D1D0編碼器例：當(dāng) ， 求輸出的數(shù)字量。0000011001010001010000100 1 0 1 1 0 0 0 0 03/14UREFuI 5/14UREF 由于各個比較器的工作過程幾乎是同時的，所以并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率在所有A/D轉(zhuǎn)換方案中是最高的。 但需要使用大量的比較器。實(shí)際上是一個異步時序邏輯電路，逐級比較是一個類似于二分法的逐級遞歸結(jié)構(gòu)（好比是妹子挑衣服，慢慢縮小范圍，最后找到合適的所以所花的時間長

4、） 所需器件相較于前一個方案少，所以成本低一些使用了觸發(fā)器消抖的結(jié)構(gòu)逐次比較法FF1 FF2 FF3 FF4 FF5QA QB QC QD QECPuI(t)uOCOCOCO1 uI uO3位碼D/AC電路補(bǔ)償電壓=（1/2）LSB=0.5V例題六、逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器10004V3.5V4.9V0 逐次比較型ADC工作原理也可用天平測量質(zhì)量來比照。 模數(shù)為5的環(huán)型計數(shù)器。 例：uI(t)=4.9V10000G3 G2 G1RdQ3 Q2 Q1G4G5G6D2D1D03位碼D/AC電路000FF1 FF2 FF3 FF4 FF5QA QB QC QD QECPuI(t)uOCOCOCO1 u

5、I uO3位碼D/AC電路補(bǔ)償電壓=（1/2）LSB=0.5VG3 G2 G1RdQ3 Q2 Q1G4G5G6D2D1D04.9V6V5.5V0例題 六、逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器 第二個時鐘脈沖到來時。0100010001101 第三個時鐘脈沖到來時。001001010 第五個時鐘脈沖到來時。000011015V4.5V G4、G5、G6門開，Q3、Q2、Q1數(shù)據(jù)傳出。Vo = 0 (1/C)i dt = 0 (1/C)It= - (1/C)(V/R) t = - V t/RC對不同Vt,積分到達(dá)同樣電壓的時間與Vt成反比對同一Vt，積分的結(jié)果與積分時間成正比VoVott00(式7.3.2)七、

6、雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器在開始一定時間內(nèi)，積分器A1以輸入電壓uI為被積函數(shù)進(jìn)行積分，然后以與輸入電壓uI極性相反的參考電壓為被積函數(shù)進(jìn)行積分，再對積分輸出電壓進(jìn)行過零比較。 UO2UO1斜率UO1t0t1T1（常數(shù)）斜率t2T2D的正向電壓-0.75V-0.75V（ t0tt1，uI0 ） 式中：T1= t1 - t0, t0 = 0, uI0。（t = t2） (式7.3.4)=七、雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器U02U01斜率U01t0t1T1（常數(shù)）斜率t2T2D的正向電壓-0.75V-0.75V將式（7.3.2）代入式（7.3.4）得viAt ttvB vC o vDo定時積分（取樣期）定速積分（求值期）2n t0n2n1常見A/D轉(zhuǎn)換方案 時鐘周期/