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發(fā)布時(shí)間:2021-10-25 03:39  






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直接A/D轉(zhuǎn)換器可將模擬信號直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,這類A/D轉(zhuǎn)換器具有較快的轉(zhuǎn)換速度,其典型電路有并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器。分辯率(Resolution)指數(shù)字量變化一個(gè)很小量時(shí)模擬信號的變化量,定義為滿刻度與2n的比值。而間接A/D轉(zhuǎn)換器則是先將模擬信號轉(zhuǎn)換成某一中間電量(時(shí)間或頻率),然后再將中間電量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出。



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逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器是A/D轉(zhuǎn)換器的一種,其功能是將模擬量經(jīng)過“量化”變轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。其結(jié)構(gòu)主要由比較器、D/A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器和邏輯控制單元等組成。

其工作過程如下:轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后,控制邏輯電路首先把逐次逼近寄存器的高位(例如D7)置1、其他位置0,將其存儲(chǔ)到逐次逼近寄存器,然后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后得到約為滿量程(例如2.5V)輸出一半的反饋電壓(例如1.25V)。這個(gè)預(yù)估計(jì)電壓值在比較器中與輸入信號進(jìn)行比較。若比較器判斷輸入電壓值比預(yù)估計(jì)電壓值高,則在下一次比較前對D7修正置1或0。模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法很多,從轉(zhuǎn)換原理來分可分為直接法和間接法兩大類。第二步,按對分原理,把逐次逼近寄存器的下一位(例如D6)置l,再次經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出與輸入信號進(jìn)行比較,不斷重復(fù)這個(gè)過程,直到完成LSB的轉(zhuǎn)換。這時(shí)逐次逼近寄存器的各位值均已確定,逐次逼近轉(zhuǎn)換完成。然而,現(xiàn)代的A/D轉(zhuǎn)換器已集成化,過程在lC內(nèi)部實(shí)現(xiàn),分析其工作過程、學(xué)習(xí)其原理很抽象,對初學(xué)者來說是很困難的。為了讓初學(xué)者能深入理解,可采用實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行演示。



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如果在放大器前端使用誤差5%的電阻,則該誤差將會(huì)導(dǎo)致12 位A/D 無法正常工作。也就是說,A/D 的測量精度一定小于其轉(zhuǎn)換誤差、基準(zhǔn)電壓誤差與所有模擬放大器誤差的累計(jì)之和。失調(diào)誤差是由信號調(diào)理電路、ADC內(nèi)部轉(zhuǎn)移電路和電源電壓等因素造成的。雖然轉(zhuǎn)換精度會(huì)受到器件誤差的制約,但通過對每個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)進(jìn)行定標(biāo),也能夠得到較為滿意的輸出精度。如果使用定標(biāo)電壓作為標(biāo)準(zhǔn)輸入,且借助存儲(chǔ)在MCU 程序中的定標(biāo)電壓常數(shù)對所有輸入進(jìn)行糾正,則可以有效地提高轉(zhuǎn)換精度,但無論如何無法對溫漂或器件老化而帶來的影響進(jìn)行校正。



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在所有PLD中,由于GAL器件具有低功耗、高速度、可重復(fù)編程和輸出可重組態(tài)的特點(diǎn),加上它的性價(jià)比明顯優(yōu)于SSI/MSI器件,所以被選用來完成高準(zhǔn)確度A/D轉(zhuǎn)換器的硬件邏輯控制電路。



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