数据采集与处理技术-6章.ppt

第6章模/.(AnalogtoDigitalConverter)是一种器件--它把采集到的采样模拟信号量化和编码后,转换成数字信号,并输出。 Notes:⑴现在ADC电路已集中在一块芯片上,一般用户无须了解其内部电路细节, 但应掌握芯片的外特性和使用方法。⑵ADC是将模拟电压或电流转换成数字量的器件或设备,它是模拟系统与数 字系统或计算机之间的接口。(3)A/D转换的实现方法有多种,用不同的方法实现的ADC具有不同的特性。、分辩率--是指ADC所能分辨模拟输入信号的最小变化量。设ADC的位数为n,满量程电压为FSR,则分辩率=FSR/2n=1LSBNotes:⑴前面讨论过量化单位q=FSR/2n,可知q就是分辩率。⑵相对分辩率=分辩率/FSR×100%=1/2n×100% n=8、10、12、14、16位等, ∵分辩率的高低取决于转换器位数n的多少。∴通常用n来间接表示分辩率。位数级数相对分辨率(1LSB)分辨率(1LSB)81012141625610244096**********.391%%%%%(满量程电压为10V)⑶量化误差(QuantizingError)--是由ADC的有限分辨率引起的误差↗对在零刻度处有LSB/2的偏移,量化误差的±LSB/2↘对在零刻度处无偏移,量化误差的-、精度(Accuracy) ⑴绝对误差(uracy)--输出数码所对应的实际模拟输入电压与理想模拟输入电压之差。 Notes:①在AD转换时,量化带内的任意模拟输入电压都产生同一输出数码上述定义则限定为量化带中点对应的模拟输入电压值。②绝对误差一般在±LSB/2范围内。③绝对误差包括增益误差、偏移误差、非线性误差,也包括量化误差。⑵相对误差(uracy)--定义为绝对误差与满量程电压之比的百分数,即相对精度=绝对精度/FSR×100% Notes:①所谓相对就是相对于满量程值FSR,而FSR是经过校准的。②相对精度(相对误差)可用%或LSB的分数值来表示。注意:精度与分辩率是两个不同的概念↗精度--是指转换所得到的结果相对于理想值的准确度。↘分辨率--是指转换器所能分辨的模拟信号的最小变化值。∴分辩率高,可能因为温漂、线性不良等原因,精度不一定高。、偏移误差--指使LSB变为“1”时,实际与理想模拟输入电压之差。一般以满量程电压FSR的百分数表示。Notes:①偏移误差的存在,↗传输特性在横轴有一位移↘误差特性则在纵向位移②也称零值误差,是指输入信号为零时,输出信号不为零的值。③偏移误差通常是由于放大器或比较器输入的偏移电压/电流,以及失调电压和温漂引起的。一般在ADC外部加一个作调节器用的电位器,可使偏移电压调至最小,但在温度变化较大时,要补偿这一误差很难。偏移实际曲线Ui输出数码001010011100101110111偏移误差Ui误差(a)(b)、增益误差(也称满刻度误差)--指使满量程输出数码时,实际与理想模拟输入电压之差。它使传输特性绕坐标原点偏离理想曲线一定的角度。K=1K<1K>1Ui输出数码001010011100101110111FSR增益误差Notes:①一般以满量程电压FSR的百分数表示。②在一定温度下,可通过外电路的调整使K=1,从而消除增益误差,但当温度变化时,增益误差又将出现。③一般增益误差的调整,在偏移误差调整之后进行。、线性误差(线性度Linearity)--有时也称非线性度(Non-Linearity),是指在没有增益误差和偏移误差的条件下,实际传输特性与理想传输特性曲线之差。Notes:①通常用此偏差的最大值来表示。一般不大于±LSB/2。②因为它是由ADC传输特性随模拟输入信号幅值变化而引起的,因此, 线性误差不能进行补偿。③线性误差不包括量化误差、增益误差和偏移误差。、转换时间和转换速率⑴转换时间(ConversionTime)--是指按照规定的精度将模拟信号转换成数字信号并输出所需的时间。 一般用微秒(μs)或毫秒(ms)表示。 Notes:通常转换时间是根据模拟输入电压值来规定的。①某些ADC(逐次逼近式ADC),其转换时间与模拟输入电压