(3)雙積分式A/D轉(zhuǎn)換法
其電路主要部件包括:積分器、比較器、計數(shù)器和標(biāo)準(zhǔn)電壓源。
其工作原理是,首先電路對輸入待測電壓進行固定時間的積分,然后換為標(biāo)準(zhǔn)電壓進行固定斜率的反
向積分,反向積分進行到一定時間,便返回起始值。由于使用固定斜率,對標(biāo)準(zhǔn)電壓進行反向積分的時間
正比于輸入模擬電壓值,輸入模擬電壓越大,反向積分回到起始值的時間越長。只要用標(biāo)準(zhǔn)的高頻時鐘脈
沖測定反向積分花費的時間,就可以得到相應(yīng)于輸入模擬電壓的數(shù)字量,也就完成了A/D 轉(zhuǎn)換。(詳細參
考《教程》156頁)
其特點是,具有很強的抗工頻干擾能力,轉(zhuǎn)換精度高,但轉(zhuǎn)換速度慢,通常轉(zhuǎn)換頻率小于10Hz,主
要用于數(shù)字式測試儀表、溫度測量等方面。
(4)逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換法
其電路主要部件包括:比較器、D/A 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器和基準(zhǔn)電壓源。
其工作原理是,實質(zhì)上就是對分搜索法,和平時天平的使用原理一樣。在進行A/D 轉(zhuǎn)換時,由D/A 轉(zhuǎn)
換器從高位到低位逐位增加轉(zhuǎn)換位數(shù),產(chǎn)生不同的輸出電壓,把輸入電壓與輸出電壓進行比較而實現(xiàn)。首
先使最高位為1,這相當(dāng)于取出基準(zhǔn)電壓的1/2與輸入電壓比較,如果在輸入電壓小于1/2的基準(zhǔn)電壓,則最
高位置0,反之置1。之后,次高位置1,相當(dāng)于在1/2的范圍中再作對分搜索,以此類推,逐次逼近。(詳細
參考《教程》157頁)
其特點是,速度快,轉(zhuǎn)換精度高,對N 位A/D 轉(zhuǎn)換器只需要M 個時鐘脈沖即可完成,一般可用于測
量幾十到幾百微秒的過渡過程的變化,是目前應(yīng)用最普遍的轉(zhuǎn)換方法。
(5)A/D 轉(zhuǎn)換的重要指標(biāo)(有可能考一些簡單的計算)
A、分辨率:反映A/D 轉(zhuǎn)換器對輸入微小變化響應(yīng)的能力,通常用數(shù)字輸出最低位(LSB)所對應(yīng)的
模擬電壓的電平值表示。n 位A/D 轉(zhuǎn)換器能反映1/2n 滿量程的模擬輸入電平。
B、量程:所能轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓范圍,分為單極性和雙極性兩種類型。
C、轉(zhuǎn)換時間:完成一次A/D 轉(zhuǎn)換所需要的時間,其倒數(shù)為轉(zhuǎn)換速率。
D、精度:精度與分辨率是兩個不同的概念,即使分辨率很高,也可能由于溫漂、線性度等原因使其
精度不夠高。精度有絕對精度和相對精度兩種表示方法。通常用數(shù)字量的最低有效位LSB 的分數(shù)值來表示
絕對精度,用其模擬電壓滿量程的百分比來表示相對精度。
例如,滿量程10V,10位A/D 芯片,若其絕對精度為±1/2LSB,則其最小有效位LSB 的量化單位為:
10/1024=9.77mv,其絕對精度為9.77mv/2=4.88mv,相對精度為:0.048%。
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