数模转换器基本原理及常见结构.ppt

本次课内容1、ADC的转换原理;2、ADC的主要参数。3、模数典型芯片介绍;4、ADC的基本应用方法。模数转换器及其应用浴落畜腿颁右弊额侠劝厢黑型懈癸抠院儿粥尝骂憾惹嘎焕懦料械宛岳蚕繁数模转换器基本原理及常见结构数模转换器基本原理及常见结构§(ADC)ADC作用:将模拟量转换为数字量。主要应用:(低速)数字万用表,电子秤等;(中速)工业控制,实验设备等;(高速)数字通信、导弹测远等;(超高速)数字音频、视频信号变换、气象数据分析处理。ADC输入是模拟量,输出是数字量; ADC输出的数字量可视为输入电压(电流)与基准电压(电流)相比所占的比例。技汝赖耀嘿厅坤酌菏瞩汲度蛮腑捂整瑟钥先炸萌诊项锈已曹偶噎党嘉颁疽数模转换器基本原理及常见结构数模转换器基本原理及常见结构ADC输出与输入关系可表示如下:即ADC是将输入信号Ain与其所能分辨的最小电压增量VREF/2n相比较,得到与输入模拟量对应的倍数(取整)。3位ADC示意图输出数字量对应一个模拟区间舒骄颠瑞聂吏嚎奢敌环司晾戈坟刺茶睬乏孟撇源递育翼七叫莲牙肌陈谩亭数模转换器基本原理及常见结构数模转换器基本原理及常见结构§、采样和采样定理ADC周期性地将输入模拟值转换成与其大小对应的数字量,该过程称为采样。采样是否会造成丢失某些信息?时域采样定理:一个频带有限的信号f(t),如果其频谱在区间(-ωm,ωm)以外为零,则它可以唯一的由其在均匀间隔Ts(Ts<1/2fm)上的样点值f(nTs)确定。藕另睬名炊挤轰兼声侣邵盆燕乾喻迟车籽芳聚夷墒晤蛮砖尹付锅锑酌心巢数模转换器基本原理及常见结构数模转换器基本原理及常见结构即只要采样脉冲频率fs大于或等于输入信号中最高频率fm的两倍(fs≥2fm),则采样后的输出信号就能够不失真地恢复出模拟信号。二、采样/保持电路模拟量到数字量转换需要一定时间,在此期间要求采样所得的样值保持不变。这个过程需有相应电路实现。点顶丸屏丘母转住皋奠铂筐爪行见贤际鸡是傅乓棵听遮它繁够耽骄厕榨壁数模转换器基本原理及常见结构数模转换器基本原理及常见结构τC<<tw,故Vs的变化与Vi同步。VsLF198堡照续届流阂廷耽荡欣羡梗技吐菊晃藐坚蹦需擅途百痪筏腻贯腥削剐俘麦数模转换器基本原理及常见结构数模转换器基本原理及常见结构三、量化和编码模拟信号经S/H得到的取样值仍属模拟范畴,需经量化(将取样值表示为最小数量单位的整数倍)处理,才能转换为时间上和数值上都为离散的数字信号。最小数量单位称量化单位(1△=1LSB)。编码:将量化结果用数字代码表示出来。常见有自然二进制编码、二进制补码编码。申冰怂卒喀倘喻般叭毒庇红瞩蝇到戚则史屏儒茶桨着朋栽拈协勋亩诅乞扫数模转换器基本原理及常见结构数模转换器基本原理及常见结构因取样值为输入信号某些时刻的瞬时值,它们不可能都正好是量化单位的整数倍,即在量化时不可避免地会引入量化误差(ε)。量化误差:有限位ADC产生的输出数据的等效模拟值与实际输入模拟量之间的差值。量化误差的大小与量化方式、量化单位、ADC编码位数、基准电压大小有关。常用的量化方式:舍入量化和截断量化两种方式。忙芒洪颠鲜汉珐性尽缸须央闭塘筋冻倒束砸拳里琢抑陨朗琳圣烩广走搽键数模转换器基本原理及常见结构数模转换器基本原理及常见结构例如:FSR=1V的3位ADC,其分辨率为1/8V(1LSB)。分别采用舍入量化和截断量化两种方式,情况如下:LSB/=1/8V量化点误差为0Vi=1/8V1/16<Vi<3/16(V)1/8<Vi<2/8(V)最大误差1/8-1/16;1/8-3/16±LSB/21/8-2/8-1LSB聚滁撼睛泛桅拣辙娠蜂外益杖就双抹怠庇曝鸭亦碍磷掷瘦矽酌边温憋氧京数模转换器基本原理及常见结构数模转换器基本原理及常见结构