A/D转化器原理
A/D转化器是用来经过必定的电路将模仿量转变为数字量。
模仿量可所以电压、电流等电信号,也可所以压力、温度、湿度、位移、声响等非电信号。但在A/D转化前,输入到A/D转化器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转化成电压信号。
A/D转化后,输出的数字信号能够有8位、10位、12位和16位等。
A/D转化器的作业原理
首要介绍以下三种办法:
逐次迫临法
双积分法
电压频率转化法
(1). 逐次迫临法
逐次迫临式A/D是比较常见的一种A/D转化电路,转化的时刻为微秒级。
选用逐次迫临法的A/D转化器是由一个比较器、D/A转化器、缓冲寄存器及操控逻辑电路组成,如图4.21所示。
基本原理是从高位到低位逐位打听比较,如同用天平称物体,从重到轻逐级增减砝码进行打听。
逐次迫临法
图4.21 逐次迫临式A/D转化器原理框图
逐次迫临法转化进程是:初始化时将逐次迫临寄存器各位清零;转化开始时,先将逐次迫临寄存器最高方位1,送入D/A转化器,经D/A转化后生成的模仿量送入比较器,称为 Vo,与送入比较器的待转化的模仿量Vi进行比较,若Vo<Vi,该位1被保存,不然被铲除。然后再置逐次迫临寄存器次高位为1,将寄存器中新的数字量送D/A转化器,输出的 Vo再与Vi比较,若Vo<Vi,该位1被保存,不然被铲除。重复此进程,直至迫临寄存器最低位。转化完毕后,将逐次迫临寄存器中的数字量送入缓冲寄存器,得到数字量的输出。逐次迫临的操作进程是在一个操控电路的操控下进行的。
(2)双积分法
选用双积分法的A/D转化器由电子开关、积分器、比较器和操控逻辑等部件组成。如图4.22所示。
基本原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时刻距离,再把此时刻距离转化成数字量,归于直接转化。
双积分法
图4.22 双积分式A/D转化的原理框图
双积分法A/D转化的进程是:先将开关接通待转化的模仿量Vi,Vi采样输入到积分器,积分器从零开始进行固定时刻T的正向积分,时刻T到后,开关再接通与Vi极性相反的基准电压VREF,将VREF输入到积分器,进行反向积分,直到输出为0V时中止积分。Vi越大,积分器输出电压越大,反向积分时刻也越长。计数器在反向积分时刻内所计的数值,便是输入模仿电压Vi所对应的数字量,完结了A/D转化。
(3)电压频率转化法
选用电压频率转化法的A/D转化器,由计数器、操控门及一个具有安稳时刻的时钟门操控信号组成,如图4.23所示。
它的作业原理是V/F转化电路把输入的模仿电压转化成与模仿电压成正比的脉冲信号。
电压频率转化法
图4.23 电压频率式A/D转化原理框图
电压频率转化法的作业进程是:当模仿电压Vi加到V/F的输入端,便发生频率F与Vi成正比的脉冲,在必定的时刻内对该脉冲信号计数,时刻到,计算到计数器的计数值正比于输入电压Vi,然后完结A/D转化。
2.A/D转化器性能指标
分辨率
安稳时刻(又称转化时刻)
量程
精度