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文檔簡介
A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器量化與編碼
數(shù)字信號在數(shù)值上是離散的。采樣–保持電路的輸出電壓還需按某種近似方式歸化到與之相應(yīng)的離散電平上,任何數(shù)字量只能是某個最小數(shù)量單位的整數(shù)倍。量化后的數(shù)值最后還需通過編碼過程用一個代碼表示出來。經(jīng)編碼后得到的代碼就是A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量。
量化編碼A/D轉(zhuǎn)換器量化與編碼
在量化過程中由于所采樣電壓不一定能被整除,所以量化前后一定存在誤差,此誤差我們稱之為量化誤差,用ε表示。兩種近似量化方式:只舍不入量化方式和四舍五入的量化方式。
量化誤差:量化前的電壓與量化后的電壓差量化方式量化誤差屬原理誤差,它是無法消除的。A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多,各離散電平之間的差值越小,量化誤差越小。A/D轉(zhuǎn)換器只舍不入量化方式:量化中把不足一個量化單位的部分舍棄;而等于或大于一個量化單位部分按一個量化單位處理。011111101011000110100010000Δ=0v7Δ=7/8v6Δ=6/8v5Δ=5/8v4Δ=4/8v3Δ=3/8v2Δ=2/8v1Δ=1/8v輸入信號編碼量化后電壓最大量化誤差為:最小量化單位
=1/8VΔ=1LSB=1/8V例:將0~1V電壓轉(zhuǎn)換為3位二進(jìn)制代碼A/D轉(zhuǎn)換器b)四舍五入量化方式:量化過程將不足半個量化單位部分舍棄,而等于或大于半個量化單位部分按一個量化單位處理。最大量化誤差為:最小量化單位
=1/15VΔ=1LSB=2/15V例:將0~1V電壓轉(zhuǎn)換為3位二進(jìn)制代碼011111101011000110100010000Δ=0v7Δ=14/15v6Δ=12/15v5Δ=10/15v4Δ=8/15v3Δ=6/15v2Δ=4/15v1Δ=2/15v輸入信號編碼量化后電壓A/D轉(zhuǎn)換器3.取樣-保持電路
采得模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號都需要一定時間,為了給后續(xù)的量化編碼過程提供一個穩(wěn)定的值,在取樣電路后要求將所采樣的模擬信號保持一段時間。保持采樣A/D轉(zhuǎn)換器3.取樣-保持電路電路組成4.并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器電壓比較器輸入模擬電壓精密電阻網(wǎng)絡(luò)精密參考電壓VREF/153VREF/157VREF/159VREF/1511VREF/155VREF/1513VREF/15輸出數(shù)字量例:VI=8VREF/151111000001
根據(jù)各比較器的參考電壓值,可以確定輸入模擬電壓值與各比較器輸出狀態(tài)的關(guān)系。比較器的輸出狀態(tài)由D觸發(fā)器存儲,經(jīng)優(yōu)先編碼器編碼,得到數(shù)字量輸出。
vI
CO1CO2CO3CO4CO5CO6CO7
D2D1D0
7VREF/15
vI9VREF/15
00011111
0
0
9VREF/15
vI11VREF/15
0011111101
5VREF/15
vI7VREF/15
0000111011
3VREF/15
vI
5VREF/15000001101011VREF/15
vI13VR/15
011111111013VREF/15
vIVREF/15
1111111111
VREF/15
vI3VREF/15
0000001001
0vIVREF/15
0000000000
電路特點:
在并行A/D轉(zhuǎn)換器中,輸入電壓I同時加到所有比較器的輸入端。如不考慮各器件的延遲,可認(rèn)為三位數(shù)字量是與I輸入時刻同時獲得的。所以它的轉(zhuǎn)換時間最短。有存儲器,不需要S/H電路
缺點是電路復(fù)雜,如三位ADC需7個比較器、7個觸發(fā)器、8個電阻。n位需要2n-1比較器,觸發(fā)器,位數(shù)越多,電路越復(fù)雜。
單片集成并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)品很多,如AD公司的AD9012(TTL工藝8位)、AD9002(ECL工藝,8位)、AD9020(TTL工藝,10位)等。
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