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發(fā)布時間:2021-07-24 16:50  






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量化與編碼

數(shù)字信號不僅在時間上是離散的,而且在幅值上也是不連續(xù)的。任何一個數(shù)字量的大小只能是某個規(guī)定的小數(shù)量單位的整數(shù)倍。movax,noutport1,aloutport2,ahoutport3,al2、輸出周期設(shè)定可用軟件定時或硬件定時中斷的方法實現(xiàn)輸出周期的控制。為將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,在A/D轉(zhuǎn)換過程中,還必須將取樣-保持電路的輸出電壓,按某種近似方式歸化到相應(yīng)的離散電平上,這一轉(zhuǎn)化過程稱為數(shù)值量化,簡稱量化。量化后的數(shù)值后還需通過編碼過程用一個代碼表示出來。經(jīng)編碼后得到的代碼就是A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量。

量化過程中所取小數(shù)量單位稱為量化單位,用△表示。它是數(shù)字信號低位為1時所對應(yīng)的模擬量,即1LSB。

在量化過程中,由于取樣電壓不一定能被△整除,所以量化前后不可避免地存在誤差,此誤差稱之為量化誤差,用ε表示。量化誤差屬原理誤差,它是無法消除的。A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多,各離散電平之間的差值越小,量化誤差越小。



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片選可以理解成選片,很多芯片掛在同一總線上的時候,需要有一個信號來區(qū)別總線上的數(shù)據(jù)和地址由哪個芯片處理,這時就需要一個片選信號CS(chip select),一般是在劃分地址空間時,有邏輯電路產(chǎn)生的。雙積分型AD轉(zhuǎn)換器屬于低速型AD轉(zhuǎn)換器,一次轉(zhuǎn)換時間在1~2ms,而逐次比較型AD轉(zhuǎn)換器可達到1ms。在數(shù)字電路設(shè)計中,一般開路輸入管腳呈現(xiàn)為高電平,因此片選信號絕大多數(shù)情況下是一個低電平。



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不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠。其中并行比較A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度很高,8位二進制輸出的單片集成A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時間可達到50ns以內(nèi),逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器次之,它們多數(shù)轉(zhuǎn)換時間在10-50μs以內(nèi)。利用終接至AGC放大器A7的電流求和電阻器來使該數(shù)值與LT-1029基準保持平衡。間接A/D轉(zhuǎn)換器的速度很慢,如雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。在實際應(yīng)用中,應(yīng)從系統(tǒng)數(shù)據(jù)總的位數(shù)、精度要求、輸入模擬信號的范圍以及輸入信號極性等方面綜合考慮A/D轉(zhuǎn)換器的選用。



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現(xiàn)在很多MCU 都內(nèi)置A/D,即可以使用電源電壓作為其基準電壓,也可以使用外部基準電壓。如果將電源電壓作為基準電壓使用的話,假設(shè)該電壓為5V,則對3V 輸入電壓的測量結(jié)果為:(輸入電壓/基準電壓)×255=(3/5)×255=99H。量化是將模擬信號量程分成許多離散量級,并確定輸入信號所屬的量級。顯然,如果電源電壓升高1%,則輸出值為(3/5.05)×255=97H。實際上典型電源電壓的誤差一般在2~3%,其變化對A/D 的輸出影響是很大的。



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