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模数转换器(ADC)的基本原理简介

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:逐次逼近型 逐次逼近型A-D由一个比较器和D-A转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置D-A转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。串并行比较型A-D结构上介于并行型和逐次比较型之间,最典型的是由2个n/2位的并行型A-D转换器配合D-A转换器组成,用两次比较实行转换,所以称为Halfflash型。

模数转换器(ADC)的基本原理简介

模拟信号转换为数字信号,一般分为4个步骤进行,即采样、保持、量化和编码。前两个步骤在采样-保持电路中完成,后两个步骤则在ADC中完成。

常用的ADC有积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行比较型。下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点:

(1)积分型 积分型ADC的工作原理是将输入电压转换成时间或频率,然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率,但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。初期的单片ADC大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。双积分是一种常用的A-D转换技术,具有精度高、抗干扰能力强等优点。但高精度的双积分A-D芯片价格较贵,增加了单片机系统的成本。(www.xing528.com)

(2)逐次逼近型 逐次逼近型A-D由一个比较器和D-A转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置D-A转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低,在低分辨率(小于12位)时价格便宜,但高精度(大于12位)时价格很高。

(3)并行比较型/串并行比较型 并行比较型A-D采用多个比较器,仅做一次比较而实行转换,又称Flash型。由于转换速率极高,n位的转换需要2n-1个比较器,因此电路规模也极大,价格也高,只适用于视频A-D转换器等速度特别高的领域。串并行比较型A-D结构上介于并行型和逐次比较型之间,最典型的是由2个n/2位的并行型A-D转换器配合D-A转换器组成,用两次比较实行转换,所以称为Halfflash型。

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