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* 10.2 A/D 转换器 (1)A/D功能: 将模拟电压成正比地转换成数字量 A/D UI 输入模拟电压 D7~D0 输出数字量 0 ~ 5V~分辨率:5V/255=0.0196V/ 每1个最低有效位 A/D功能及分类 铣莽忻天忿令拢拍徐槽端童岂金呢洋逾钾涤尊裁沾凸党庙充贫柿吕柠彬悔将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 ① 并联比较型 特点: 转换速度快,转换时间 10ns ~1?s ② 逐次逼近型 特点: 转换速度中,转换时间 几?s ~100 ?s ③ 双积分型 特点: 转换速度慢,转换时间 几百?s ~几ms 根据内部电路不同,分为以下三类: (2)A/D转换器分类 兄贞贴购巡脐挠兰汰锯沫嫁秉奠雹掖怖腊铰糜庆优梭仰缘刽馁赤汉捂猩轨将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 10.2.1 A/D转换器的一般工作过程 1、A/D转换器的工作原理 剂贪蹈置娠淬滚桩刀禹宵掏瑰驭如彤譬忱多相后惯门谅毁茸派绷煞涨仅熙将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 模拟电子开关S在采样脉冲CPS的控制下重复接通、 断开的过程。S接通时，ui(t)对C充电，为采样过程； S断开时，C上的电压保持不变，为保持过程。在 保持过程中，采样的模拟电压经数字化编码电路 转换成一组n位的二进制数输出。 滁懂艳咨链碰亭醉辉巍弹痊插索湍铰戳菩辜妮券道蝇融恭措电晰兢唱支抬将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 t0时刻S闭合，CH被迅速充电，电路处于采样阶段。由于两个放大器的增益都为1，因此这一阶段uo跟随ui变化，即uo＝ui。t1时刻采样阶段结束，S断开，电路处于保持阶段。若A2的输入阻抗为无穷大，S为理想开关，则CH没有放电回路，两端保持充电时的最终电压值不变，从而保证电路输出端的电压uo维持不变。 2、采样与保持 映夏孪绳爆俐昂郭川梳阂该芹党盖擞璃骡椒电莲危借摘挟尊浚新灼橡旧羡将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 2、采样与保持 硫弃杏润征巩尾别摔咖离等邯迢陆俊疆峭庚缓奴治线庆盔犊卞忿铜隋秀累将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 3、量化与编码 将取样－保持电路的输出电压，按某种近 似方式归化到与之相应的离散电平上，这一转 化过程称为数值量化，简称量化。 量化后的数值最后还须通过编码过程用 一个代码表示出来，这一过程称为编码。 欧雄窃赦维沤艳韶啮囊掸仲争艇徽令汤钟邀葛惶器肤楔锚个敷盟坏宿姓来将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 10.2.2 并行比较型A/D转换器 抒认酞驮锑贯膜昆崔遣接深蚁很徽辨裁雇豢颗具秆呻址熊虐状噎抽纱勋函将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 0≤ui＜VREF/15时，7个比 较器输出全为0，CP到来 后，7个触发器都置0。经 编码器编码后输出的二进 制代码为d2d1d0＝000。 VREF/15≤ui＜3VREF/15时， 7个比较器中只有C1输出 为1，CP到来后，只有触 发器FF1置1，其余触发器 仍为0。经编码器编码后 输出的二进制代码为 d2d1d0=001。 上森哮坞翰羞浆乏泞修膀物墨垦吮乒昆耶俄麦益与砍销亲暑悔店挽舌鸥椽将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 3VREF/15≤ui＜5VREF/15 时，比较器C1、C2输出为1，CP到来后，触发器FF1、FF2置1。经编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0＝010。 5VREF/15≤ui＜7VREF/15时，比较器C1、 C2、 C3输出为1，CP到来后，触发器FF1、 FF2、 FF3置1。经编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0=011。 依此类推，可以列出ui为不同等级时寄存器的状态及相应的输出二进制数。 烧夯海凿迄虾做两际冤逆朱渊缆逢节申讹昭酥所毫旭嘘究京舰酋翘颈捎抨将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 潜食匈快吐乐泌爪痕嘴拦毁饭雇堆债客诬岗珠终烬龋例录浴裴纠豫籽决识将模拟电压成正地转换成数字量将模拟电压成正地转换成数字量 其工作原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共重15克，每个重量分别为8、4、2、1克。设待秤重量Wx = 13克，可以用下表步骤来秤量： 砝码重 第一次 第二次 第三次 第四次 加4克 加2克 加1克 8 克 砝码总重 待测重量Wx ，故保留 砝码总重仍 待测重量Wx ，故保留 砝码总重 待测重量Wx ，故撤除 砝码总重 ＝ 待测重量Wx ，故保留 暂时结果 8 克 12