DAC的系統(tǒng)應(yīng)用與ADC原理

1、DAC的系統(tǒng)應(yīng)用實例 MCS51單電源系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用： A (MSB) (LSB) dn-1 dn-2 d2 d1 d0 RF (R) u0 UREF Sn-1 Sn-2 S2 S1 S0 2R 2R 2R 2R 2R 2R R R R R + n 1iREFfOin0(2 )2iVRDR 0:2.5VLM336 REFV0o V現(xiàn)實問題：只有正電源（現(xiàn)實問題：只有正電源（5V或或12V），沒有負電源?。?，沒有負電源！倒倒T型型DAC的的內(nèi)部電路內(nèi)部電路 D2 D7 O D0 D1 2R 2R 2R 2R R R D8 D9 R R R 2R 2R 2R + R IOUT1 IOUT2 VR

2、EF AD7520 RF 10K 10K 20K 倒T型DAC的等效電路567U?BLM324R2RR2R2RVrefVorefrefNBVVNVo 2567U?BLM324RRVoVinVposiposiinposiinposiinposiVVVVVVVVo )( 2 )()11( D2 D7 O D0 D1 2R 2R 2R 2R R R D8 D9 R R R 2R 2R 2R + R IOUT1 IOUT2 VREF AD7520 RF 10K 10K 20K (1/2)Vref0)21( 2)21(2 refNBrefNBrefoVNVNVV如何正確得到如何正確得到(1/2)Vref

3、 ？還是基本原理解決問題！Vcc20Iout111lsbDI07Iout212DI16DI25Rfb9DI34DI416Vref8DI515DI614msbDI713ILE19WR218CS1WR12Xfer17U?DAC0832567U?BCA324C?30pFVrefC?0.1uFC?10uFRRC?10uF1098U?CCA324Rs33RC?0.1uFC?10uFVout(1/2)Vref R-2R DAC 小結(jié)小結(jié) 電壓和成型R-2R：低速低成本； 等效成可編程電壓源與R的串聯(lián)輸出； 其輸出阻抗為R； 倒T型R-2R:較高速低成本； 等效成可編程電流源與R串聯(lián)輸出； 輸出阻抗為R；

4、須外接運放實現(xiàn)I-V變換； A/DA/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換過程通過轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換過程通過取樣、保持、量化和編碼取樣、保持、量化和編碼四個步驟完成。四個步驟完成。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/DA/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理轉(zhuǎn)換器的基本工作原理采樣保持量化編碼VIDO模擬量輸入模擬量輸入數(shù)字量輸出數(shù)字量輸出 取樣（也稱采樣）是將時間上連續(xù)變化的信號，取樣（也稱采樣）是將時間上連續(xù)變化的信號，轉(zhuǎn)換為時轉(zhuǎn)換為時間上離散的信號間上離散的信號，即將時間上連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為一系列，即將時間上連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為一系列等間隔的脈沖，脈沖的幅度取決于輸入模擬量。等間隔的脈

5、沖，脈沖的幅度取決于輸入模擬量。取樣和保持取樣和保持 取樣過程取樣過程 采樣脈沖采樣脈沖 輸輸入入模模擬擬信信號號 采采樣樣輸輸出出信信號號 maxf2fs )5( ;3maxmaxfffs 模擬信號經(jīng)采樣后，得到一系列模擬信號經(jīng)采樣后，得到一系列樣值脈沖樣值脈沖。采樣脈沖寬度。采樣脈沖寬度一般是很短暫的，在下一個采樣脈沖到來之前，應(yīng)暫時保持一般是很短暫的，在下一個采樣脈沖到來之前，應(yīng)暫時保持所取得的樣值脈沖幅度，以便進行轉(zhuǎn)換。因此，在取樣電路之所取得的樣值脈沖幅度，以便進行轉(zhuǎn)換。因此，在取樣電路之后須加后須加保持電路保持電路。在采樣脈沖在采樣脈沖S(tS(t) )到來的時間到來的時間內(nèi)，內(nèi)，

6、VTVT導(dǎo)通，導(dǎo)通，U UI I( (t t) )向電容向電容C C充電，假充電，假定充電時間常數(shù)遠小于定充電時間常數(shù)遠小于，則有：則有：U UO O(t)(t)U US S(t)(t)U UI I(t)(t)。采樣采樣采樣結(jié)束，采樣結(jié)束，VTVT截止，而電容截止，而電容C C上電壓保持充電電壓上電壓保持充電電壓U UI I(t)(t)不變，直到不變，直到下一個采樣脈沖到來為止。下一個采樣脈沖到來為止。保持保持 場效應(yīng)管場效應(yīng)管VTVT為為采樣門采樣門，電容，電容C C為為保持電容保持電容，運算放大器為，運算放大器為跟跟隨器隨器，起緩沖，起緩沖隔離隔離作用。作用。取樣保持電路及輸出波形取樣保持

7、電路及輸出波形 輸入的模擬電壓經(jīng)過取樣保持后，得到的是輸入的模擬電壓經(jīng)過取樣保持后，得到的是階梯波階梯波。而該階。而該階梯波仍是一個可以連續(xù)取值的模擬量，但梯波仍是一個可以連續(xù)取值的模擬量，但n n位數(shù)字量只能表示位數(shù)字量只能表示2 2n n個數(shù)值。因此，用數(shù)字量來表示連續(xù)變化的模擬量時就有一個類個數(shù)值。因此，用數(shù)字量來表示連續(xù)變化的模擬量時就有一個類似于似于四舍五入的近似問題四舍五入的近似問題。量化和編碼量化和編碼 將采樣后的樣值電平歸化到與之接近的離散電平上，這個過將采樣后的樣值電平歸化到與之接近的離散電平上，這個過程稱為程稱為量化量化。指定的離散電平稱為。指定的離散電平稱為量化電平量化電

8、平U Uq q 。用二進制數(shù)碼。用二進制數(shù)碼來表示各個量化電平的過程稱為來表示各個量化電平的過程稱為編碼編碼。兩個量化電平之間的差值。兩個量化電平之間的差值稱為稱為量化單位量化單位，位數(shù)越多，量化等級越細，位數(shù)越多，量化等級越細，就越小。取樣保就越小。取樣保持后未量化的持后未量化的U Uo o值與量化電平值與量化電平U Uq q值通常是不相等的，其差值稱為值通常是不相等的，其差值稱為量化誤差量化誤差，即，即= =U Uo o- -U Uq q。量化的方法一般有兩種：量化的方法一般有兩種：只舍不入法只舍不入法和和有舍有入法有舍有入法。 A/D轉(zhuǎn)換器有轉(zhuǎn)換器有直接轉(zhuǎn)換法直接轉(zhuǎn)換法和和間接轉(zhuǎn)換法間接

9、轉(zhuǎn)換法兩大類。兩大類。 直接法是通過一套基準電壓與取樣保持電壓進行直接法是通過一套基準電壓與取樣保持電壓進行比較比較，從而，從而直接直接將模擬量將模擬量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。其特點是成數(shù)字量。其特點是工作速度高工作速度高，轉(zhuǎn)換精度，轉(zhuǎn)換精度容易保證，調(diào)準也比較方便。容易保證，調(diào)準也比較方便。直接直接A/D轉(zhuǎn)換器有計數(shù)型、逐次比轉(zhuǎn)換器有計數(shù)型、逐次比較型、并行比較型較型、并行比較型等。等。 間接法是將取樣后的模擬信號先轉(zhuǎn)換成間接法是將取樣后的模擬信號先轉(zhuǎn)換成中間變量中間變量時間時間t或頻率或頻率f, 然后再將然后再將t或或f轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。其特點是轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。其特點是工作速度較低工作速度較低，但，但

10、轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換精度可以做得較高精度可以做得較高，且抗干擾性強。，且抗干擾性強。間接間接A/D轉(zhuǎn)換器有單次積分轉(zhuǎn)換器有單次積分型、雙積分型型、雙積分型等。等。A/DA/D轉(zhuǎn)換器的主要電路形式轉(zhuǎn)換器的主要電路形式 R + C5 + C6 + C4 + C3 + C2 + C1 + C0 1D C1 1D C1 1D C1 1D C1 1D C1 1D C1 1D C1 & & & & & & UREF ui d2 d1 d0 R/2 R R R R R R CP 電電 壓壓 比比較較 器器 FF7 FF6 FF5 FF4 FF3 FF2 FF1 寄寄 存存

11、 器器 編編 碼碼 器器 15U13REF 15U11REF 15U9REF 15U7REF 15U5REF 15U3REF 15U1REF 1. 并行比較型并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 量化電平依據(jù)有舍有量化電平依據(jù)有舍有入劃分為入劃分為7 7個電平。個電平。量化單位為量化單位為 =(2/15)U=(2/15)UREFREF量化誤差為量化誤差為| |maxmax|= (1/15)U|= (1/15)UREFREF電壓比較器電壓比較器 U U+ +U U- -時，時，C Ci i1 1； U U+ +U U- -時，時，C Ci i0 0。 并行比較型并行比較型A/DA/D轉(zhuǎn)換器真值表轉(zhuǎn)換器真

12、值表1輸入模擬電壓寄存器狀態(tài)數(shù)字量輸出（編碼器輸入）（編碼器輸出）QQQQQQQ6543210ddd210uI15()15)(1515)(1515)(1515)(1515)(1515)(1515)(1033557799111113131UREFUREFUREFUREFUREFUREFUREFUREF00000011111111111110111001100110110111000100100000000100000001010011100101110111例如：例如：u uI I4.2V4.2V，U UREFREF6V6V。3.6V3.6V4.4V4.4V則數(shù)字量輸出則數(shù)字量輸出d d2 2d

13、 d1 1d d0 0101101。優(yōu)點：轉(zhuǎn)換速度很快，故又稱優(yōu)點：轉(zhuǎn)換速度很快，故又稱高速高速A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器。含有寄。含有寄存器的存器的A/D轉(zhuǎn)換器兼有取樣保持功能，所以它可以轉(zhuǎn)換器兼有取樣保持功能，所以它可以不用附不用附加取樣保持電路加取樣保持電路。缺點：電路復(fù)雜，對于一個缺點：電路復(fù)雜，對于一個n位二進制輸出的并行比較位二進制輸出的并行比較型型A/D轉(zhuǎn)換器，需轉(zhuǎn)換器，需n -1個電壓比較器和個電壓比較器和2n -1個觸發(fā)器，個觸發(fā)器，編碼電路也隨編碼電路也隨n的增大變得相當復(fù)雜。且轉(zhuǎn)換精度還受分的增大變得相當復(fù)雜。且轉(zhuǎn)換精度還受分壓網(wǎng)絡(luò)和電壓比較器靈敏度的限制。壓網(wǎng)絡(luò)和電壓比較器靈敏

14、度的限制。 因此，這種轉(zhuǎn)換器適用于因此，這種轉(zhuǎn)換器適用于高速，高速， 精度較低精度較低的場合。的場合。 并行比較型并行比較型A/DA/D轉(zhuǎn)換器的特點：轉(zhuǎn)換器的特點：逐次逼近型逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器(SAR) Successive Approximation Register 取樣保持 n位DAC 控制邏輯 + - + C 時鐘源 Qn-1Qn-2Qn-3 Q2Q1Q0 逐位逼近寄存器 （SAR） 輸出寄存器 轉(zhuǎn)換控 制信號 模擬輸入 u1 u1 偏移電壓 u0 u0 /2 UREF 比較器 UC CP US dn-1(MSB) dn-2 n位并行 d2 數(shù)字輸出 d1 d0 (LSB)

15、逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器原理圖轉(zhuǎn)換器原理圖 轉(zhuǎn)換開始前先將逐次逼近寄存器轉(zhuǎn)換開始前先將逐次逼近寄存器SAR清清“0”；開始轉(zhuǎn)換以后，第一個時鐘脈沖首先將寄存器開始轉(zhuǎn)換以后，第一個時鐘脈沖首先將寄存器最高位置成最高位置成1，使輸出數(shù)字為使輸出數(shù)字為1000。這個數(shù)碼被。這個數(shù)碼被D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓擬電壓uo，經(jīng)偏移，經(jīng)偏移/2后得到后得到uOuO/2，并送到比較器中與，并送到比較器中與uI進行比較。進行比較。若若uIuo，說明數(shù)字過大，故將最高位的，說明數(shù)字過大，故將最高位的1清除清除置零；若置零；若uIuo，說明數(shù)字還不夠大，應(yīng)將這一位保留。，說

16、明數(shù)字還不夠大，應(yīng)將這一位保留。然后，按同樣的方法將次高位置成然后，按同樣的方法將次高位置成1，并且經(jīng)過比較以后確，并且經(jīng)過比較以后確定這個定這個1是保留還是清除。這樣逐位比較下去，一直到最低位是保留還是清除。這樣逐位比較下去，一直到最低位為止。比較完畢后，為止。比較完畢后，SAR中的狀態(tài)就是所要求的數(shù)字量輸出。中的狀態(tài)就是所要求的數(shù)字量輸出。逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器的工作原理：轉(zhuǎn)換器的工作原理： 例：若例：若U UREFREF-4V-4V，n n4 4。當采樣保持電路輸出電壓。當采樣保持電路輸出電壓u uI I=2.49V=2.49V時，試時，試列表說明列表說明逐次逼近型逐次逼

17、近型ADCADC電路電路的的A/DA/D轉(zhuǎn)換過程。轉(zhuǎn)換過程。解：量化單位為解：量化單位為V2501642|U|nREF. 偏移電壓為偏移電壓為/2/20.125V0.125V轉(zhuǎn)換的結(jié)果為：轉(zhuǎn)換的結(jié)果為：d3d2d1d01010。SAR-ADCLOGICVCCm-clkINPUTVCCcvt-enINPUTVCCin-sig3.0INPUTcvt-out3.0OUTPUTPRNCLRNDENAQDFFEinstPRNCLRNDENAQDFFEinst2PRNCLRNDENAQDFFEinst3PRNCLRNDENAQDFFEinst4PRNCLRNDENAQDFFEinst5PRNCLRNDEN

18、AQDFFEinst6PRNCLRNSRQSRFFinst7PRNCLRNSRQSRFFinst8PRNCLRNSRQSRFFinst9AND2inst10AND2inst11PRNCLRNSRQSRFFinst12OR2inst13AND2inst14OR2inst15AND2inst16OR2inst17DFFdata3.0clockenableaclrq3.0adc_outregsinst20NOTinst21unsigned comparedataa3.0datab3.0agbadc_compareinst18in-step3.0in-step0in-step1in-step2in-s

19、tep3in-step3.0SAR-ADCSimulation3）雙積分式ADC 基本原理： 通過兩次積分過程(“對被測電壓的定時積分和對參考電壓的定值積分”)的比較，得到被測電壓值。 原理框圖 包括積分器、過零比較器、計數(shù)器及邏輯控制電路。 下圖a.原理框圖，b.工作波形圖。 主主門門計計數(shù)數(shù)器器邏邏輯輯控控制制電電路路數(shù)數(shù)字字輸輸出出時時鐘鐘S1S2CRVx-VrVr積積分分器器比比較較器器-+-+S S1 1 S S2 2Vot0t1復(fù)復(fù)零零t2t3VoVomT1T2N1N2t積積分分波波形形計計數(shù)數(shù)器器輸輸入入a.b.清清零零T0f0T011T0原理框圖工作波形圖雙積分式ADC 工作過

20、程 復(fù)零階段（t0t1）。開關(guān)S2接通T0時間，積分電容C短接，使積分器輸出電壓Vo回到零（Vo=0）。 對被測電壓定時積分(t1t2)。接入被測電壓（設(shè)Vx為正），則積分器輸出Vo從零開始線性地負向增長，經(jīng)過規(guī)定的時間T1，Vo達到最大Vom，式中， 為Vx的平均值， 為積分波形的斜率(定值) 對參考電壓反向定值積分(t2t3)。接入?yún)⒖茧妷?若Vx為正，則接入-Vr)，積分器輸出Vo從Vom開始線性地正向增長(與Vx的積分方向相反)直至零。2111tomxxtTVV dtVRCRC 10TxxVV dt1TRC 此時，過零比較器翻轉(zhuǎn)。經(jīng)歷的反向積分時間為T2，則有： 將Vom代入可得： 由

21、于T1、T2是通過對同一時鐘信號（設(shè)周期T0）計數(shù)得到（設(shè)計數(shù)值分別為N1、N2），即T1=N1T0，T2=N2T0，于是 或式中， 為A/D轉(zhuǎn)換器的刻度系數(shù)（“V/字”）。 可見計數(shù)結(jié)果N2（數(shù)字量）即可表示被測電壓Vx，N2即為雙積分A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。32210()tomromrtTVV dtVVRCRC21xrTVVT221xrNVVeNN121xxrNNVVVe1rVeN 雙積分式雙積分式ADCADC特點：特點： 基于基于V-TV-T變換變換的比較測量原理。的比較測量原理。 一次測量包括一次測量包括3 3個連續(xù)過程，所需時間為個連續(xù)過程，所需時間為T T0 0+T+T1 1+T+T2 2

22、，其，其中，中，T T0 0、T T1 1是固定的，是固定的，T T2 2則與被測電壓則與被測電壓V Vx x有關(guān)，有關(guān)，V Vx x愈大愈大T T2 2愈大。一般轉(zhuǎn)換時間在幾十愈大。一般轉(zhuǎn)換時間在幾十msms幾百幾百msms，（轉(zhuǎn)換速度，（轉(zhuǎn)換速度為為幾次幾次/ /秒秒 幾十次幾十次/ /秒秒），其速度是較低的，常用于高），其速度是較低的，常用于高精度慢速測量的場合。精度慢速測量的場合。 積分器的積分器的R R、C C元件元件對對A/DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果不會產(chǎn)生影響，因而轉(zhuǎn)換結(jié)果不會產(chǎn)生影響，因而對元件參數(shù)的精度和穩(wěn)定性要求不高。對元件參數(shù)的精度和穩(wěn)定性要求不高。 參考電壓參考電壓V Vr r的

23、精度和穩(wěn)定性對的精度和穩(wěn)定性對A/DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果有影響，一轉(zhuǎn)換結(jié)果有影響，一般需采用精密基準電壓源。（例如，一個般需采用精密基準電壓源。（例如，一個16bit16bit的的A/DA/D轉(zhuǎn)換器，其分辨率轉(zhuǎn)換器，其分辨率LSB=1/2LSB=1/21616=1/6553615=1/65536151010-6-6，那，那么，要求基準電壓源的穩(wěn)定性（主要為溫度漂移）優(yōu)么，要求基準電壓源的穩(wěn)定性（主要為溫度漂移）優(yōu)于于15ppm15ppm（即百萬分之（即百萬分之1515）。）。 雙積分式ADC特點： 比較器要求具有較高的電壓分辨力（靈敏度）和時間分辨力（響應(yīng)帶寬）。如一個12位的A/D轉(zhuǎn)換器，若滿度時

24、積分器輸出電壓為4.096V，則ADC的1LSB=4.096V/4096=1mV，則要求比較器的靈敏度優(yōu)于1mV。響應(yīng)帶寬則決定了比較器及時響應(yīng)積分器輸出信號快速（斜率較陡峭）過零時的能力。 積分器響應(yīng)的是輸入電壓的平均值，因而具有較好的抗干擾能力。如輸入電壓vx=Vx+vsm，則T1階段結(jié)束時積分器的輸出為 DVM的最大干擾來自于電網(wǎng)50Hz工頻電壓（周期為20ms），因此，只要選擇T1時間為20ms的整倍數(shù)，則干擾信號vsm的平均值為零。21111()tsmomxsmxtTTVVvdtVvRCRCRC 雙積分型雙積分型ADC的轉(zhuǎn)換原理是先將模擬電壓的轉(zhuǎn)換原理是先將模擬電壓UI轉(zhuǎn)換成與其轉(zhuǎn)換

25、成與其大小成正比的時間間隔大小成正比的時間間隔T，再利用基準時鐘脈沖通過計數(shù)器將，再利用基準時鐘脈沖通過計數(shù)器將T變換成數(shù)字量。變換成數(shù)字量。 雙積分型雙積分型A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 這種這種A/D轉(zhuǎn)換器具有很多轉(zhuǎn)換器具有很多優(yōu)點優(yōu)點。首先，其轉(zhuǎn)換結(jié)果與時間常。首先，其轉(zhuǎn)換結(jié)果與時間常數(shù)數(shù)RC無關(guān)，從而消除了由于斜波電壓非線性帶來的誤差，允無關(guān)，從而消除了由于斜波電壓非線性帶來的誤差，允許積分電容在一個較寬范圍內(nèi)變化，而不影響轉(zhuǎn)換結(jié)果。其許積分電容在一個較寬范圍內(nèi)變化，而不影響轉(zhuǎn)換結(jié)果。其次，由于輸入信號積分的時間較長，且是一個固定值次，由于輸入信號積分的時間較長，且是一個固定值T1，而，而

26、T2正比于輸入信號在正比于輸入信號在T1內(nèi)的平均值，這對于疊加在輸入信號內(nèi)的平均值，這對于疊加在輸入信號上的干擾信號有很強的抑制能力。最后，這種上的干擾信號有很強的抑制能力。最后，這種A/D轉(zhuǎn)換器不必轉(zhuǎn)換器不必采用高穩(wěn)定度的時鐘源，它只要求時鐘源在一個轉(zhuǎn)換周期采用高穩(wěn)定度的時鐘源，它只要求時鐘源在一個轉(zhuǎn)換周期（T1+T2）內(nèi)保持穩(wěn)定即可。這種轉(zhuǎn)換器被廣泛）內(nèi)保持穩(wěn)定即可。這種轉(zhuǎn)換器被廣泛應(yīng)用于要求精應(yīng)用于要求精度較高而轉(zhuǎn)換速度要求不高的儀器中度較高而轉(zhuǎn)換速度要求不高的儀器中。 mVVV44.2096410101221分辨率分辨率= 1. 1. 分辨率分辨率 分辨率指分辨率指A/DA/D轉(zhuǎn)換器對

27、輸入模擬信號的分辨能力。從理論轉(zhuǎn)換器對輸入模擬信號的分辨能力。從理論上講，一個上講，一個n n位二進制數(shù)輸出的位二進制數(shù)輸出的A/DA/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)能區(qū)分輸入模擬電轉(zhuǎn)換器應(yīng)能區(qū)分輸入模擬電壓的壓的2 2n n個不同量級，能區(qū)分輸入模擬電壓的最小差異為個不同量級，能區(qū)分輸入模擬電壓的最小差異為 （滿量程輸入的（滿量程輸入的1/21/2n n）。）。 FSRn21A/DA/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標例如，例如，A/DA/D轉(zhuǎn)換器的輸出為轉(zhuǎn)換器的輸出為1212位二進制數(shù)，滿幅度輸入模擬信位二進制數(shù)，滿幅度輸入模擬信號為號為10V10V，則其分辨率為，則其分辨率為 2. 2. 轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)

28、換時間 轉(zhuǎn)換時間是指轉(zhuǎn)換時間是指A/DA/D轉(zhuǎn)換器從接到轉(zhuǎn)換啟動信號開始，到輸出端轉(zhuǎn)換器從接到轉(zhuǎn)換啟動信號開始，到輸出端獲得穩(wěn)定的數(shù)字信號所經(jīng)過的時間。獲得穩(wěn)定的數(shù)字信號所經(jīng)過的時間。 A/DA/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型，不同類型轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型，不同類型A/DA/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度相差很大。轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度相差很大。雙積分型雙積分型A/DA/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度最慢最慢，需，需幾百毫秒幾百毫秒左右；左右；逐次逼近式逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度較快較快，需，需幾十微秒幾十微秒；并行比較型并行比較型A/DA/D轉(zhuǎn)換

29、器的轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度最快最快，僅需，僅需幾十納秒幾十納秒時間。時間。 轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差 它表示它表示A/DA/D轉(zhuǎn)換器實際輸出的數(shù)字量和理論上輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換器實際輸出的數(shù)字量和理論上輸出的數(shù)字量之間的差別。常用之間的差別。常用最低有效位的倍數(shù)最低有效位的倍數(shù)表示。表示。例如，轉(zhuǎn)換誤差例如，轉(zhuǎn)換誤差 。就表明實際輸出的數(shù)字量和理。就表明實際輸出的數(shù)字量和理論上應(yīng)得到的輸出數(shù)字量之間的誤差小于最低位的半個字。論上應(yīng)得到的輸出數(shù)字量之間的誤差小于最低位的半個字。LSB21例：某信號采集系統(tǒng)要求用一片例：某信號采集系統(tǒng)要求用一片A/DA/D轉(zhuǎn)換集成芯片在轉(zhuǎn)換集成芯片在1s1s內(nèi)對內(nèi)對1616

30、個熱電個熱電偶的輸出電壓分數(shù)進行偶的輸出電壓分數(shù)進行A/DA/D轉(zhuǎn)換。已知熱電偶輸出電壓范圍為轉(zhuǎn)換。已知熱電偶輸出電壓范圍為0 025mV25mV（對應(yīng)于（對應(yīng)于0 0450450溫度范圍），需分辨的溫度為溫度范圍），需分辨的溫度為0.10.1，試問應(yīng)選擇幾，試問應(yīng)選擇幾位的位的A/DA/D轉(zhuǎn)換器？其轉(zhuǎn)換時間為多少？轉(zhuǎn)換器？其轉(zhuǎn)換時間為多少？解：解：4500145010 .分辨率分辨率= 409612112 12位位ADC的分辨率的分辨率= 故需選用故需選用1313位位A/DA/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。ms562161. 轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間= 知識的綜合 ADC的取樣率的選取，理論VS實踐； ADC的

31、驅(qū)動，基本電路原理； ADC的電路設(shè)計，還是地線問題！知識的綜合 ADC的取樣率的選取，理論的取樣率的選取，理論VS實踐；實踐； ADC的驅(qū)動，基本電路原理；的驅(qū)動，基本電路原理； ADC的電路設(shè)計，還是地線問題！的電路設(shè)計，還是地線問題！ADC的取樣率的選取 基本原則，盡量選擇較高的頻率！抗混疊濾波器電壓緩沖器ADC原因：1、沒有理想的抗混疊濾波器；2、LPF通常會引入不同程度的相位誤差；3、為信號的數(shù)字處理提供足夠的信息量；ADC的取樣率的選取如何選取抗混疊濾波器 將不關(guān)心的頻率成分衰減到ADC的分辨率之下，也即：幅度衰減到1LSB以內(nèi)，使得ADC很難“認出”高頻信號； 例如：采用12bit分辨的ADC，取樣頻率為10KHz，則抗混疊濾波在5KHz處的信號衰減能力要能達到1/4096；表示為dB格式：dB25.72)40961log(20 提高取樣率之后 例如：采用12bit分辨