2011年电子竞赛ADDA转换技术辅导.ppt

（全国大学生电子设计竞赛 ） 主要内容 AD与DA技术概述 典型/常用AD与DA器件 微处理器片内AD、DA技术 AD与DA转换电路仿真应用 ADC应用实践 (数字电压表设计) 1 AD与DA技术概述 1 AD与DA技术概述 AD和DA选用原则：无需详细了解内部电路/工作原理，掌握转换器外特性、应用方法。考虑问题： 选择分辨率:低3～8位；中9～12位；高13位以上 确定精度:与环境温度、非线性误差、分辨率有关 对输入和输出的特性和范围的要求 确定精度电源种类和功耗 根据转换速率、精度、用途等选择AD转换方式：低速有双重积分方式等，常用于仪器仪表； 中速有逐次比较方式等，常用于自动控制； 高速多为并行方式。输出方式有并行、串行之分 AD和DA转换电路等 1 AD与DA技术概述 AD转换器的主要技术指标和有关参数 ： 分辩率(Resolution) 指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度/2n值。分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表示 转换速率(Conversion Rate) 指完成一次从模拟转换到数字所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比较型AD是微秒级属中速AD，全并行/串并行型AD可达到纳秒级。 采样时间是指两次转换的间隔。为了保证转换正确完成，采样速率 (Sample Rate)必须小于或等于转换速率。常用单位是ksps和Msps，表示每秒采样千/百万次（kilo / Million Samples per Second) 1 AD与DA技术概述 量化误差(Quantizing Error)由于AD的有限分辩率而引起的误差(阶梯状转移特性曲线与理想AD转移特性直线之间最大偏差)。通常是1个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。 偏移误差(Offset Error) 输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。 满刻度误差(Full Scale Error) 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。 线性度(Linearity) 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上三种误差。 其他指标:绝对精度、相对精度、微分非线性、单调性和无错码、总谐波失真和积分非线性。 1 AD与DA技术概述 DA转换器的主要技术指标和有关参数 ： DA 转换器一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。大多数DA转换器由电阻阵列和n个电流开关(或电压开关)构成。按数字输入值切换开关，产生比例于输入的电流(或电压)。 分辩率(Resolution) 指最小模拟输出量(对应数字量仅最低位为‘1’)与最大量(所有有效位为‘1’)之比 建立时间(Setting Time) 将一个数字量转换为稳定模拟信号所需时间，也可认为是转换时间。一般电流输出DA建立时间较短，电压输出DA则较长。 其他指标还有线性度(Linearity)，转换精度，温度系数/漂移。 2 典型/常用AD与DA器件 2.1.2 典型/常用A/D转换器 2.1.2 典型/常用A/D转换器 AT89C51和ADC0804简易数字温度计 3. 串行8位A/D转换器速度250Kbps TLC0831单0832双通道 4. TLC1549串行10位A/D转换器 5. TLC2543串行12位11通道A/D转换器 TLC2543串行12位11通道A/D转换器 6. TLC1543串行10位11通道A/D转换器 TLC1543串行10位11通道A/D转换器与处理器接口 7 . AD7818串行12位A/D转换器 AD7818串行12位A/D转换器电路原理与应用 8. AD7822高速并行8位A/D转换器 8. MAX114/MAX118高速并行8位A/D转换器 应用提示 所有不用的数字输入端应连到VCC或地，如果悬浮，则将该引脚作为逻辑“1”处理。 单极性输出 3. 集成12位D/A转换器 AD7541 MSP430:10/12Bit ADC SAR 200ksps; – 16-bit ΣΔADC 4ksps;– 12-bit DAC DSP:TMS320F2812 ADC模块的特点 12位的分辨率，内置双采样-保持器（S/H） 16路模拟输入 (0~3V) 2个模拟输入复选器-每通道8路模拟输入 2个采样/保持单元 (每路一个) 串行、并行2种采样工作模式 自动序列化 ，在单一时间段内提供16通道自动AD转换/2个独立8通道序列化: “双序列化模式” “级联模式” 16个独立的结果转换寄存器（分别设定地址）保存转换结构 多触发源启动序列转换（S