施一剑《电子系统设计教学课件》第五章 数据采集及A／D、D／A转换1---AD.pptVIP

* * * * * * * * * * 模数转换器件的应用电路 在设计数据采集与转换电路时，一般要求： 1、在A/D转换前必须设置低通滤波器消除信号的无用高频分量。 2、根据采样定理，在理想的采样系统中，为了使采样信号无失真的复现原输入信号，必须使采样频率至少为输入信号最高频率的两倍，否则，将会出现频率混叠现象。 3、工程应用中采样频率应该3~5倍于信号中的最高频率分量，对于直接显示或记录的信号波形，采样频率应更高一些。 * * * 将123的CLR1非接高、A1接地、B1做为上升沿输入端，可是B1在没有触发时为1.6V左右，用5V给B1触发时，输出没有变化，不知道哪儿有问题？ 还有，CLR1非和B1均接5V，给A1端一个0V时123输出正常,为什么？ 学习集成电路的应用知识，不管是模拟的、数字的、计算机的集成电路，内部的原理、结构不重要，但是一定要记住输入、输出端的结构与特点，即集成块的“对外特性”。 AD574 AD574A是美国模拟数字公司的单片逐次比较型高速A/D转换器。 AD574A主要性能: 分辨率：12 转换速率：25us 电源电压：±15V和5V 数据输出格式：12位/8位 芯片工作模式：全速工作模式和单一工作模式 模拟电压输入范围：0—10V和0—20V，0—±5V和0—±10V两档四种 具有自动校零和自动极性转换功能 * AD574A的应用---数字电压表 AT89C2051的P1与AD574的高8位数据线直接相接，AD574的低4位数据线与单片机的高半4位P1.4 —P1.7直接相接，数据的读取是依靠单片机的控制线进行分时选通进行。 P3.5接AD574的字节短周期控制线（A0），P3.4接读转换数据控制脚（R/C），P3.7直接与工作状态指示端（STS）相连，这样的结构决定只能是8位输出形式，故数据模式选择端直接接地即可。 只使用了一片AD574转换芯片，所以CS端直接接地即可。 采用10V量程的输入模式，AD574的Pin13为被测电压的输入端。 AT89C2051通过串行口输出的BCD串行码经74LS164译码输出为七段BCD码，直接与LED的a——g相连，四位LED的数据线一一对应连接在一起。 显示的数据为4位，用2根口线通过一片74LS138译码器对显示 LED进行地址选通。LED数码管选用共阳型，74LS138输出的地址码经一个三极管2SA1015（PNP）接LED的公共端，四位 LED的显示是通过地址线进行分时选通的，即动态扫描显示方式。 动态扫描显示方式中，动态扫描的频率有一定的要求，频率太低，LED将出现闪烁；频率太高，由于每个LED点亮的时间太短，LED的亮度太低，所以一般取10ms左右为宜。 AD574与8031接口的数据采集程序举例。 * * * * * * * 22位AD芯片ADS1212\1213 * * * * 调理电路的任务： 一是将某些传感器的电流信号转换成电压信号， 二是将信号放大(或衰减)至AD转换器能有效地实施转换的幅度 三是进行电平转换，将某些正、负两个方向的信号转换成单方向信号。 抗混滤波电路：滤除某些干扰并对将要进行A／D转换的信号实施频带限制，防止A／D转换后信号频谱出现混叠而引起的信息损失。 对于周期信号，有时可以利用欠采样降低频率：对应信号每周(或隔几周)只取一个点，而后一个点的相对位置比前一个点的相对位置滞后，重建后的波形是由许多周的采样点拼合顺成的，与原信号波形形状一样，就相当于把原来频率很高的信号搬到较低的频率上来采样，这种采样称为频闪采样，是非实时的。 * * * 分辨率：ADC的输出数码变化一个数字值的最低有效位1（LSB）时，输入模拟量的“最小变化量”。当输入模拟量的变化比这个“最小变化量”再变小时，则不能引起输出数字量的变化。显然ADC的分辨率是对微小变化模拟量的分辩能力。 * 三位分辨率下正弦波的数字化 例如：输入满程为0－10v，10位的转换器，其最小变化量为多少？ 10位ADC的LSB为：1/1024 所以，满量程为10v时，它的最小变化量为 10/1024约等于10mv，即分辨率为10mv 在工程上，常用相对满度的百分值来表示。例如10位的用0.1％，而12位的分辩率为0.025％，也可以直接用输出的位数来表示分辨率。 2、量化指标是一种固有误差，也称舍入误差。由于ADC的输出数字位数是有限而造成的。ADC的量化误差为正负1/2 LSB（最低有效位）。 3、孔径时间：ADC从启动转换到转换完成所需要的时间，即ADC每转换一次所需要的时间。显然，这个指标表明了转换速度。也叫转换时间。 4、孔径时间与A/D转换器的类型有关，并行比较型一般在几十纳秒，逐次比较型在几十微秒，双积分型在