AD转换实例分析及原理.docVIP

2009-06-24 10:48 采用10位AD转化，举例说明转化过程： 精度：基准电压5V除以2的10次方=0.005V VER基准电压=5 V， VA输入电压为3.36V Q9～Q0依次为高电平“1”，进行比较。UAU0,为1，否则为0, Q9 Q8 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 U0 U0与Ui比较 比较寄存器 Q9为1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.56 UA＞U0 1 Q8为1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 3.84 UA＞U0 0 Q7为1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 3.2 UA＞U0 1 Q6为1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 3.52 UA＞U0 　　　 0　 Q5为1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 3.36 UA＞U0 0 Q4为1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 3.28 UA＞U0 1 Q3为1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 3.32 UA＞U0 1 Q2为1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 3.34 UA＞U0 1 Q1为1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 3.35 UA＞U0 1 Q0为1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 3.355 UA＞U0 1 U0=Q0~Q9的二进制转化成十进制再乘以0.005V 第一行：二进制转化十进为512×0.005=2.56V 第二行：二进制转化十进为768×0.005=3.84V 第三行：二进制转化十进为640×0.005=2.56V …………………… 最后比较寄存器的值为10100 11111=671×0.005=3.355V 1.转换方式直接转换ADC2.电路结构逐次逼近ADC包括n位逐次比较型A/D转换器如图11.10.1所示。它由控制逻辑电路、时序产生器、移位寄存器、D/A转换器及电压比较器组成。图11.10.1逐次比较型A/D转换器框图 3.工作原理逐次逼近转换过程和用天平称物重非常相似。天平称重物过程是，从最重的砝码开始试放，与被称物体行进比较，若物体重于砝码，则该砝码保留，否则移去。再加上第二个次重砝码，由物体的重量是否大于砝码的重量决定第二个砝码是留下还是移去。照此一直加到最小一个砝码为止。将所有留下的砝码重量相加，就得此物体的重量。仿照这一思路，逐次比较型A/D转换器，就是将输入模拟信号与不同的参考电压作多次比较，使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量对应值。对11.10.1的电路，它由启动脉冲启动后，在第一个时钟脉冲作用下，控制电路使时序产生器的最高位置1，其他位置0，其输出经数据寄存器将1000……0，送入D/A转换器。输入电压首先与D/A器输出电压（VREF/2）相比较，如v1≥VREF/2，比较器输出为1，若vI VREF/2，则为0。比较结果存于数据寄存器的Dn-1位。然后在第二个CP作用下，移位寄存器的次高位置1，其他低位置0。如最高位已存1，则此时 vO=（3/4）VREF。于是v1再与（3/4）VREF相比较，如v1≥（3/4）VREF，则次高位Dn-2存1，否则Dn-2=0；如最高位为0，则vO=VREF/4，与vO比较，如v1≥VREF/4，则 Dn-2位存1，否则存0……。以此类推，逐次比较得到输出数字量。为了进一步理解逐次比较A/D转换器的工作原理及转换过程。下面用实例加以说明。设图11.10.1电路为8位A/D转换器，输入模拟量vA=6.84V，D/A转换器基准电压VREF=10V。 根据逐次比较D/A转换器的工作原理，可画出在转换过程中CP、启动脉冲、D7～D0及D/A转换器输出电压vO的波形，如图11.10.2所示。由图11.10.2可见，当启动脉冲低电平到来后转换开始，在第一个CP作用下，数据寄存器将D7～D0入D/A转换器，其输出电压 v0=5V，vA与v0比较，vAv0存1；第二个CP到来时，寄存器输出D7～D