换时间长,速度较慢,常用的双积分A/D转换速度在10~50次/秒之间。
5-3-2 逐次逼近型A/D转换器的工作原理
它们是应用得最多的A/D,转换速度较快、精度高。特点: ① 转换速度较快,在1~100μS以内,分辨率可达18位。 ② 转换时间固定,不随输入信号的变化而变化。 ③ 因为转换速度较快,所以,需要采用采样/保持电路。 ④ 抗干扰能力较差。
这类芯处有:ADC0809、ADC1210、AD7574等。
5-3-3 并行型A/D转换器的工作原理
在高速数据采集领域,例如图像处理、频谱分析等,双积分型和逐次逼近型的转换速度都不能满足要求。
并行型A/D,转换速度最快、元件多、复杂、成本高、精度低。 8位A/D的转换速度可达每秒300MHz次,6位的可达470MHz次。但由于它的结构复杂,无法做到高精度。
模式识别及图象处理中的象素有256个灰度等级就相当满意了,但由于一帧画面有数以万计的象素(如EGA彩显有640×350=22400个象素、VGA彩显有800×600=480000个象素等,而为了适应视觉的要求必须每秒钟处理几十帧画面,如果每秒钟处理30个画面,则相当每秒钟要对6.6MHz个以上的象素进行处理,所以对A/D的转换速度要求极高。
5-3-4 串-并比较型A/D转换器的工作原理
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串并行A/D由于结构复杂、价格昂贵,精度低,难以适应工业测控系统的要求。串并行A/D大大简化了结构,实现了高速、高精度的A/D转换。目前12位串并A/D,其转换时间小于1μS,大多10位以上的高速A/D都是基于这种原理设计的。 5-3-5 V/F型A/D转换器的工作原理 特点:
①分辨率比较高。
②对工频干扰有一定的抑制能力
③因频信号易于传输,最适合在远距离测量系统中应用。
④最容易实现隔离,因为只要一位光电隔离器即可,这是其它形式的A/D所不具备的。 ⑤速度慢。
5-4 A/D转换器与CPU的接口
引脚功能、接口等(略)。 5-5 面对课题如何选择A/D转换器件 5-5-1 常用A/D转换器简介
A/D转换器按照输出代码的有效位数分为4位、6位、8位、10位、12位、14位、16位和BCD码输出的3位半、4位半、5位半等多种。
按照转换速度可分为:超高速(转换时间≤1nS)、高速(转换时间≤1μS)、中速(转换时间≤1mS)、低速(转换时间≤1S)等。 5-5-2 A/D转换器的选择要点及应用设计的几点实用技术
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1、A/D转换器的选择要点
① 如何确定A/D转换器的位数 ② 如何确定A/D转换器的转换速率 ③ 如何确定是否要加采样保持器 ④ 工作电压和基准电压
⑤ 正确选用A/D转换器的有关量程的引脚
2、A/D转换器应用设计的几点实用技术
① A/D转换器与MCS-51单片机接口逻辑设计要点 ② A/D转换器的可控硅现象及其防护措施 ③影响A/D转换器技术指标的主要因素 [1]工作电源电压不稳定; [2]外接时钟频率不适合; [3]环境温度不适合;
[4]与其它器件的电特性不匹配,如负载过重等; [5]外界有强干扰; [6]印刷电路板布线不合理。 思考题:
1、A/D转换器的主要性能指标有哪些?
2、简述双积分型A/D、逐次逼近型A/D的主要特点。3、并行型A/D主要用在哪些领域?
4、A/D按照输出代码、转换速度可分为哪几种? 5、简述A/D转换器的选择要点。
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6、影响A/D转换器技术指标的主要因素有哪些?
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