数电模~数转换器.pptVIP

第1页，共35页，星期日，2025年，2月5日②反馈比较型：由D/A转换器、电压比较器、寄存器等构成，取一个数字量加到D/A转换器上，得到一个对应的模拟输出电压，将其与待转换的模拟电压相比较，若两者不等，则调整所取的数字量，直到两个模拟电压相等为止，此时所取的数字量即为转换结果。其思路是:常用典型电路为逐次逼近型A/D转换器：特点：转换速度较慢，但数位较多时，电路规模比并行比较型小得多，且转换精度高。——是目前集成A/D转换器中应用最多的一种。※第2页，共35页，星期日，2025年，2月5日（2）间接A/D转换器：①电压-频率变换型（V-F变换型）首先将输入模拟电压转换为与之成正比的频率信号，然后在固定的时间间隔内，对频率信号计数，计数结果就是正比于输入模拟电压的数字量。②电压-时间变换型（V-T变换型）首先将输入模拟电压转换为与之成正比的时间宽度信号，然后在这个时间宽度里对固定频率的时钟脉冲计数，计数结果就是正比于输入模拟电压的数字量。典型电路有双积分A/D转换器。转换速度慢，但工作性能比较稳定，特别是双积分A/D转换器抗干扰能力强，对元器件的要求较低，所以在数字仪表中应用非常广泛。间接A/D转换器的特点：※第3页，共35页，星期日，2025年，2月5日1、取样与保持取样电路：SvIvOS(t)TSt0vIt0S(t)t0vOTC：取样时间；此时，开关闭合，vO=vITS：取样周期fS：1/TS取样频率TS-TC：开关断开，vO=0TCfS≥2fmax●取样保持9.2.1A/D转换的一般工作过程取样信号S（t）频率越高，所得信号经低通滤波器后，越能真实地复现输入信号。合理的取样频率由取样定理决定。fmax为输入模拟电压最高频率分量的频率。取样信号取样定理※第4页，共35页，星期日，2025年，2月5日取样－保持电路P446图9.2.2（a）电路结构（b）典型接法集成取样－保持电路LF198外接的保持电容CH的取值必须兼顾输出电压下降率和获取时间两方面的要求。实际电路※第5页，共35页，星期日，2025年，2月5日受控模拟开关控制单元A1、A2电压跟随器保护二极管(1)vL=1→S闭合→vO=vO′=vI→电容CH充电至vI——取样阶段(2)vL=0→S断开→电容CH上电压无放电回路→vO维持原来的值不变——保持阶段?∵运算放大器输入电阻极高！※第6页，共35页，星期日，2025年，2月5日2.量化与编码数字信号在数值上是离散的。任何数字量只能是某个最小数量单位的整数倍。采样–保持电路的输出电压需按某种近似方式归化到与之相应的离散电平上，量化后的数值最后还需通过编码过程用一个代码表示出来。经编码后得到的代码就是A/D转换器输出的数字量。量化编码※第7页，共35页，星期日，2025年，2月5日量化：将样值化成最小量化单位的整数倍的过程。量化误差:由于模拟电压是连续的，所以取样电压不一定能被△整除，因此，量化过程不可避免地会引入误差，称为量化误差。量化单位Δ——量化的最小单位：即：D＝00…1时所代表的数值(VLSB)。量化误差属于原理误差，无法消除。但位数越多，误差越小。只舍不入量化方式四舍五入的量化方式。量化方式：※第8页，共35页，星期日，2025年，2月5日111110101100011010001000编码010Δ=0v7Δ=7/8v6Δ=6/8v5Δ=5/8v4Δ=4/8v3Δ=3/8v2Δ=2/8v1Δ=1/8v输入信号量化后电压把不足一个量化单位的部分舍弃；对于等于或大于一个量化单位部分按一个量化单位处理。最大量化误差为：最小量化单位＝1/8VΔ=1LSB=1/8V例：将0~1V电压转换为3位二进制代码(1)只舍不入（舍尾求整法）※第9页，共35页，星期日，2025年，2月5日将不足半个量化单位部分舍弃，等于或大于半个量化单位部分按一个量化单位处理。最大量化误差为：最小量化单位：111110101100011010001000编码6Δ=12/15v5Δ=10/15v010Δ=0v7