資料介紹
模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器,或簡稱ADC,通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>數(shù)字信號的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實際意義,僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標準,比較常見的參考標準為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器的種類很多,按工作原理的不同,可分成間接ADC和直接ADC[2] 。間接ADC是先將輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換成時間或頻率,然后再把這些中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,常用的有中間量是時間的雙積分型ADC。直接ADC則直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,常用的有并聯(lián)比較型ADC和逐次逼近型ADC[2] 。并聯(lián)比較型ADC:由于并聯(lián)比較型ADC采用各量級同時并行比較,各位輸出碼也是同時并行產(chǎn)生,所以轉(zhuǎn)換速度快是它的突出優(yōu)點,同時轉(zhuǎn)換速度與輸出碼位的多少無關(guān)。并聯(lián)比較型ADC的缺點是成本高、功耗大。因為n位輸出的ADC,需要2n個電阻,(2n-1)個比較器和D觸發(fā)器,以及復(fù)雜的編碼網(wǎng)絡(luò),其元件數(shù)量隨位數(shù)的增加,以幾何級數(shù)上升。所以這種ADC適用于要求高速、低分辯率的場合。逐次逼近型ADC:逐次逼近型ADC是另一種直接ADC,它也產(chǎn)生一系列比較電壓VR,但與并聯(lián)比較型ADC不同,它是逐個產(chǎn)生比較電壓,逐次與輸入電壓分別比較,以逐漸逼近的方式進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的。
逐次逼近型ADC每次轉(zhuǎn)換都要逐位比較,需要(n+1)個節(jié)拍脈沖才能完成,所以它比并聯(lián)比較型ADC的轉(zhuǎn)換速度慢,比雙分積型ADC要快得多,屬于中速ADC器件。另外位數(shù)多時,它需用的元器件比并聯(lián)比較型少得多,所以它是集成ADC中,應(yīng)用較廣的一種。雙積分型ADC:屬于間接型ADC,它先對輸入采樣電壓和基準電壓進行兩次積分,以獲得與采樣電壓平均值成正比的時間間隔,同時在這個時間間隔內(nèi),用計數(shù)器對標準時鐘脈沖(CP)計數(shù),計數(shù)器輸出的計數(shù)結(jié)果就是對應(yīng)的數(shù)字量。雙積分型ADC優(yōu)點是抗干擾能力強;穩(wěn)定性好;可實現(xiàn)高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換。主要缺點是轉(zhuǎn)換速度低,因此這種轉(zhuǎn)換器大多應(yīng)用于要求精度較高而轉(zhuǎn)換速度要求不高的儀器儀表中,例如用于多位高精度數(shù)字直流電壓表中
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