ref 测控电路第五版
DA转换器
- 主要技术指标
- 分辨率: LSB最低有效位, 产生一次变化时对应输出模拟量的变化量, 实际中常用输入数字量的位数表示分辨率高低 (10位二进制DA转换器,分辨率 2 − 10 2^{-10} 2−10)
- 精度:
- 建立时间
转换特性
结构&原理
加权电阻网络电路
I o = − 2 U R R 1 R ∑ i = 1 n d i × 2 − i I_o=-\frac{2U_RR_1}{R}\sum_{i=1}^nd_i\times 2^{-i} Io=−R2URR1i=1∑ndi×2−i
T形R-2R电阻网络电路
U o = − U R R 1 R ∑ i = 1 n d i × 2 − i U_o=-\frac{U_RR_1}{R}\sum_{i=1}^nd_i\times 2^{-i} Uo=−RURR1i=1∑ndi×2−i
AD转换器
原理
双积分式AD转换器
- 转换前, 逻辑控制电路使计数器清0, 积分电容 C C C放电->0
- 开始转换: U i U_i Ui以 U i R C \frac{U_i}{RC} RCUi的速率在固定时间 T 1 T_1 T1向电容器充电, 使积分器输出端电压 U C U_C UC从0开始增加, 启动计数器对时钟脉冲从0开始计数
- 到达预定 T 1 T_1 T1, 计数值 N 1 N_1 N1,采样结束,计数器复0, 由 U i U_i Ui极性, 电子开关将与其反极性的基准电压 ± U R \pm U_R ±UR加到反相积分器输入端, 积分器对其反相积分, 计数器重新计数进入比较阶段
- U C U_C UC降到0, 过0比较器输出端发出关门信号, 关闭计数,转换结束
- N 2 = N 1 U R U i a v N_2=\frac{N_1}{U_R}U_{iav} N2=URN1Uiav
逐次逼近式AD转换器
- 6位AD转换器:
- 脉冲到来: 寄存器清0, 启动转换, 时钟电路使逐次逼近寄存器最高位MSB=1(100000), 经DA转换器-> U s U_s Us, 与输入 U i U_i Ui比较:
- U s < U i U_s<U_i Us<Ui: 数字不够大保留MSB=1
- 次高位=1, 再经DA转换与 U i U_i Ui比较…
- 逐位比较直至电压差<最大量化误差, 寄存器保留即 U i U_i Ui,转换完成
- 脉冲到来: 寄存器清0, 启动转换, 时钟电路使逐次逼近寄存器最高位MSB=1(100000), 经DA转换器-> U s U_s Us, 与输入 U i U_i Ui比较:
- n n n次操作可完成 n n n位AD转换, 高速度,高精度,结构简单