模数转化器的分类
积分型
积分型AD作业原理是将输入电压转化成时刻(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率),然后由定时器/计数器取得数字值。
逐次比较型
逐次比较型AD由一个比较器和DA转化器经过逐次比较逻辑构成,从MSB开端,次序地对每一位将输入电压与内置DA转化器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。其电路规划归于中等。
并行比较型/串并行比较型
并行比较型AD选用多个比较器,仅作一次比较而实施转化,又称FLash(快速)型。因为转化速率极高,n位的转化需求2n-1个比较器。
串并行比较型
Half flash(半快速)型:是由2个n/2位的并行型AD转化器合作DA转化器组成,用两次比较实施转化。
三步或多步完结AD转化的叫做分级(MulTIstep/Subrangling)型AD,而从转化时序视点又可称为流水线(Pipelined)型AD,现代的分级型AD中还加入了对屡次转化成果作数字运算而批改特性等功能。
Σ-Δ调制型
Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转化器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型,将输入电压转化成时刻(脉冲宽度)信号,用数字滤波器处理后得到数字值。
压频变换型
压频变换型是经过直接转化办法完结模数转化的。将输入的模仿信号转化成频率,然后用计数器将频率转化成数字量。
长处缺陷剖析:
模数转化器的选型
咱们选型的时分一般需求考虑以下一些参数:
确认A/D转化器的精度:精度是反映转化器的实践输出挨近抱负输出的准确程度的物理量。
分辩率(ResoluTIon) 指数字量改变一个最小量时模仿信号的改变量,界说为满刻度与2n的比值。分辩率又称精度,通常以数字信号的位数来表明。
量化差错 (QuanTIzing Error) 因为AD的有限分辩率而引起的差错,即有限分辩率AD的阶梯状搬运特性曲线与无限分辩率AD(抱负AD)的搬运特性曲线(直线)之间的最大差错。通常是1 个或半个最小数字量的模仿改变量,表明为1LSB、1/2LSB。
在转化过程中,因为存在量化差错和体系差错,精度会有所丢失。其间量化差错关于精度的影响是可计算的,它首要决议于A/D转化器材的位数。
一般把8位以下的A/D转化器称为低分辨率ADC,9~12位称为中分辨率ADC,13位以上为高分辨率。A/D器材的位数越高,分辨率越高,量化差错越小,能到达的精度越高。
挑选A/D转化器的转化速率
转 换速率(Conversion Rate)是指完结一次从模仿转化到数字的AD转化所需的时刻的倒数。采样时刻则是别的一个概念,是指两次转化的距离。为了确保转化的正确完结,采样速率 (Sample Rate)有必要小于或等于转化速率。常用单位是ksps和Msps,表明每秒采样千/百万次。
挑选适宜的量程
模仿信号的动态规模较大,有时还有或许呈现负电压。在挑选时,待测信号的动态规模最好在A/D器材的量程规模内。
挑选A/D器材的输出接口
A/D器材接口的品种许多,有并行总线接口的,有SPI、I2C、1-Wire等串行总线接口的。它们在原理和精度上相同,可是操控办法和接口电路会有很大差异。
挑选A/D器材的通道数和封装
这与体系有关,通道数要满意整个收集体系的需求。封装则决议PCB布板的时分的巨细,并且在高速使用的时分也影响连线的散布参数。
挑选A/D器材温度规模
这只是与一些严苛的环境有关,留意每个AD有固定的使用的温度规模。
常用的选型表: