高二物理競賽課件雙積分型AD轉(zhuǎn)換器(2)-1

雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器圖是雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的原理性框圖。它包含積分器、比較器、計數(shù)器、邏輯控制和時鐘信號源幾部分。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器圖11.3.12a.組成：故比較器輸出為0,同時Q1～Q5=00010(5)當?shù)?個脈沖上升沿來時，QAQBQC＝101。此時Q1～Q5=00001,若取數(shù)據(jù)則可并行輸出。反饋比較型A/D轉(zhuǎn)換器圖11.3.102004/12/25(6)第5個脈沖來后，Q1～Q5=10000，返回初態(tài)，同時門G6~G8被封鎖，轉(zhuǎn)換輸出信號消失。圖11.3.10反饋比較型A/D轉(zhuǎn)換器注：a.為了減小量化誤差，使D/A轉(zhuǎn)換器輸出產(chǎn)生－△/2的偏移量；b.轉(zhuǎn)換時間比計數(shù)器型的要少(n+2個脈沖），轉(zhuǎn)換速度高，當然比并聯(lián)型的要低，但電路要簡單的多；轉(zhuǎn)換過程示意圖如所示.反饋比較型A/D轉(zhuǎn)換器圖11.3.10c.位數(shù)越高，轉(zhuǎn)化精度越高。此種類型的A/D轉(zhuǎn)換器是最常用的一種。反饋比較型A/D轉(zhuǎn)換器雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器

雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器屬于間接A/D轉(zhuǎn)換器，雙積分型簡稱為V－T變換型，它首先把輸入的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成與之成正比的時間寬度信號，然后在這個時間寬度里對固定頻率的時鐘脈沖計數(shù)，計數(shù)的結(jié)果就是正比于輸入模擬電壓的數(shù)字信號。最常用的間接A/D轉(zhuǎn)換器還有電壓－頻率變換型（簡稱V－F變換型）兩類。V－F變換型A/D轉(zhuǎn)換器首先是把輸入的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成與之成正比的頻率信號，然后在一個固定的時間間隔里對得到的頻率信號計數(shù)，計數(shù)的結(jié)果就是正比于輸入模擬電壓的數(shù)字信號。轉(zhuǎn)換開始前（轉(zhuǎn)換控制信號vL＝0）先將計數(shù)器清零，并接通開關(guān)So，使電容完全放電。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器當vL＝1轉(zhuǎn)換開始（S0斷開），其步驟如下a.使開關(guān)S1合到輸入信號vI

一側(cè):積分器對vI在固定時間T1進行積分，其輸出電壓為上式說明，在固定時間T1的條件下，積分器的輸出電壓vo與輸入電壓vI

成正比。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器b.開關(guān)S1打在－VREF一側(cè):此時積分器反向積分若設積分器輸出電壓到零時所需時間為T2，則即雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器由此可見，T2與輸入信號vI成正比。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器圖11.3.13其電壓輸出波形如圖所示。若計數(shù)器在時間T2內(nèi)對固定頻率fC（fC＝1/TC）的時鐘脈沖進行計數(shù)，則計數(shù)結(jié)果也一定與vI

成正比。即設T1=NTC，則上式可變成即輸出的數(shù)字量與輸入的模擬電壓成正比。而且輸入電壓與反向積分的時間成正比。

對于雙積分過程的控制，可由圖所示的邏輯電路來完成。11.3.5雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器圖11.3.14此電路是由n位計數(shù)器（異步）、附加觸發(fā)器FFA、模擬開關(guān)So和S1的驅(qū)動電路L0、L1、控制門G組成。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器