A/D转换器的分类及简介
发布时间:2011/10/9 9:16:09 访问次数:19276
A/D转换器的类型很多,目前应用广泛的有三种类型:逐次逼近型、双积分型和V/F型。A/D转换器与单片机的接口方式有串口和并口两种。 HY5DU121622DTP-D43
(1)逐次逼近型A/D转换器
图5.15所示为逐次逼近型AfD转换器原理图,它由D/A转换器、比较器、输出锁存器、移位寄存器和逻辑控制器组成。其工作原理是:首先,将输出锁存器的最高位置1,然后将D/A转换器的输出屯压信号Ui和输入电压信号K。进行比较。若Ui<Kin,则输出锁存器的最高位保持1;反之,则锁存器的最高位设置为0,确定并保持最高位状态。其次,把次高位置1,依上面的方法确定其状态。从高位到低位逐次Vin位比较(N为A/D位数),使Ui逼近输入信号Vin,直到输出锁存器的最后一位。这时,D/A转换器的输入数据即为模/数转换后的数据,控制器控制输出寄存器将其输出。
逐次逼近型A/D转换器的特点是转换速度比较快,价格适中,精度较高,因此在单片机系统中被广泛应用。
(2)双积分型A/D转换器
双积分型A/D转换器的原理图如图5.16所示,它由电子开关、积分器、比较器、逻辑控制器和计算器等部件构成。所谓双积分,是指进行一次A/D转换需要进行两次积分。
双积分型A/D转换器的工作原理是:模拟电压信号Vi加到积分器进行固定时间(死)的积分,接着切换电子开关,将与Vi。极性相反的标准电压信号Vr加到积分器上,积分电路从刚才积分的终值开始反向积分,由于Vr恒定,所以积分输出将以恒定的速度下降,直到积分器输出为零,此时发出“数据有效”状态,将数据输出。反向积分时间Ti与Vi。时间定值积分的终值成比例关系,A/D转换的结果数据通过测量反向积分的时间乃计算出输入电压值。双积分转换过程通过对输入信号的不断积分能对噪声或变化的输入信号进行平滑,因此双积分型A/D转换器具有精度高,抗干扰性强,价格便宜等特点,只是转换速度较慢(每秒10次左右),是一种中速的A/D转换器。典型的器件有MC14433(三位半)和ICL7135(四位半)等。
(3) V/F型A/D转换器
V/F型AfD转换器把输入模拟信号电压转换为频率信号送入单片机,可以简单地将其理解为一个压控振荡器。使用V/F型转换器进行A/D转换具有良好的精度、线性和积分输入特性,常能实现其他类型转换器无法实现的功能。
在前向通道中,采用V[F型转换器代瞽普通的A/D转换器,可以大大简化前向通道。采用V/F型转换器与计算机连接具有以下优点。
①接口简单。占用计算机资源少,对于一路模拟信号只占用一个输入I/O口。
②频率输入信号灵活。可以输入单片机I/O口线,也可作为中断源输入、计数输入等。
③抗干扰能力强。频率测量本身是个计数过程。V/F转换过程是对输入信号的不断计数,因而能对噪声或变化的输入信号进行平滑。另外,V/F转换与计算机的接口很容易采用光电隔离。
便于远距离传输。V/F型A/D转换器还可以调制在射频信号上进行无线传播,实现遥控,也可以调制成光脉冲,可用光纤传送,不受电磁干扰。
基于以上这些优点,在一些非快速过程的前向通道中,通常使用lUF转换器代替通常的A/D转换器,常用的器件有LM331等,但V/F型A/D转换器也有转换速度慢,数据定标麻烦等特点。
A/D转换器的类型很多,目前应用广泛的有三种类型:逐次逼近型、双积分型和V/F型。A/D转换器与单片机的接口方式有串口和并口两种。 HY5DU121622DTP-D43
(1)逐次逼近型A/D转换器
图5.15所示为逐次逼近型AfD转换器原理图,它由D/A转换器、比较器、输出锁存器、移位寄存器和逻辑控制器组成。其工作原理是:首先,将输出锁存器的最高位置1,然后将D/A转换器的输出屯压信号Ui和输入电压信号K。进行比较。若Ui<Kin,则输出锁存器的最高位保持1;反之,则锁存器的最高位设置为0,确定并保持最高位状态。其次,把次高位置1,依上面的方法确定其状态。从高位到低位逐次Vin位比较(N为A/D位数),使Ui逼近输入信号Vin,直到输出锁存器的最后一位。这时,D/A转换器的输入数据即为模/数转换后的数据,控制器控制输出寄存器将其输出。
逐次逼近型A/D转换器的特点是转换速度比较快,价格适中,精度较高,因此在单片机系统中被广泛应用。
(2)双积分型A/D转换器
双积分型A/D转换器的原理图如图5.16所示,它由电子开关、积分器、比较器、逻辑控制器和计算器等部件构成。所谓双积分,是指进行一次A/D转换需要进行两次积分。
双积分型A/D转换器的工作原理是:模拟电压信号Vi加到积分器进行固定时间(死)的积分,接着切换电子开关,将与Vi。极性相反的标准电压信号Vr加到积分器上,积分电路从刚才积分的终值开始反向积分,由于Vr恒定,所以积分输出将以恒定的速度下降,直到积分器输出为零,此时发出“数据有效”状态,将数据输出。反向积分时间Ti与Vi。时间定值积分的终值成比例关系,A/D转换的结果数据通过测量反向积分的时间乃计算出输入电压值。双积分转换过程通过对输入信号的不断积分能对噪声或变化的输入信号进行平滑,因此双积分型A/D转换器具有精度高,抗干扰性强,价格便宜等特点,只是转换速度较慢(每秒10次左右),是一种中速的A/D转换器。典型的器件有MC14433(三位半)和ICL7135(四位半)等。
(3) V/F型A/D转换器
V/F型AfD转换器把输入模拟信号电压转换为频率信号送入单片机,可以简单地将其理解为一个压控振荡器。使用V/F型转换器进行A/D转换具有良好的精度、线性和积分输入特性,常能实现其他类型转换器无法实现的功能。
在前向通道中,采用V[F型转换器代瞽普通的A/D转换器,可以大大简化前向通道。采用V/F型转换器与计算机连接具有以下优点。
①接口简单。占用计算机资源少,对于一路模拟信号只占用一个输入I/O口。
②频率输入信号灵活。可以输入单片机I/O口线,也可作为中断源输入、计数输入等。
③抗干扰能力强。频率测量本身是个计数过程。V/F转换过程是对输入信号的不断计数,因而能对噪声或变化的输入信号进行平滑。另外,V/F转换与计算机的接口很容易采用光电隔离。
便于远距离传输。V/F型A/D转换器还可以调制在射频信号上进行无线传播,实现遥控,也可以调制成光脉冲,可用光纤传送,不受电磁干扰。
基于以上这些优点,在一些非快速过程的前向通道中,通常使用lUF转换器代替通常的A/D转换器,常用的器件有LM331等,但V/F型A/D转换器也有转换速度慢,数据定标麻烦等特点。
上一篇:A/D转换器主要技术指标
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