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模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方法及原理(記錄紙記錄筆)

日期:2025-06-01 00:03
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模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方法及原理(記錄紙記錄筆)

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模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方法及原理(記錄紙記錄筆)

主要介紹以下三種方法:逐次逼近法、雙積分法、電壓頻率轉(zhuǎn)換法
1)逐次逼近法
逐次逼近式A/D是比較常見的一種A/D轉(zhuǎn)換電路,轉(zhuǎn)換的時間為微秒級。采用逐次逼近法的A/D轉(zhuǎn)換器是由一個比較器、D/A轉(zhuǎn)換器、緩沖寄存器及控制邏輯電路組成。
基本原理是從高位到低位逐位試探比較,好像用天平稱物體,從重到輕逐級增減砝碼進行試探。
逐次逼近法的轉(zhuǎn)換過程是:初始化時將逐次逼近寄存器各位清零;轉(zhuǎn)換開始時,先將逐次逼近寄存器*高位置1,送入D/A轉(zhuǎn)換器,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后生成的模擬量送入比較器,稱為 Vo,與送入比較器的待轉(zhuǎn)換的模擬量Vi進行比較,若Vo<Vi,該位1被保留,否則被**。然后再置逐次逼近寄存器次高位為1,將寄存器中新的數(shù)字量送D/A轉(zhuǎn)換器,輸出的 Vo再與Vi比較,若Vo<Vi,該位1被保留,否則被**。重復(fù)此過程,直至逼近寄存器*低位。轉(zhuǎn)換結(jié)束后,將逐次逼近寄存器中的數(shù)字量送入緩沖寄存器,得到數(shù)字量的輸出。逐次逼近的操作過程是在一個控制電路的控制下進行的。
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2)雙積分法
采用雙積分法的A/D轉(zhuǎn)換器由電子開關(guān)、積分器、比較器和控制邏輯等部件組成。如圖所示?;驹硎菍⑤斎腚妷鹤儞Q成與其平均值成正比的時間間隔,再把此時間間隔轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,屬于間接轉(zhuǎn)換。
積分法A/D轉(zhuǎn)換的過程是:先將開關(guān)接通待轉(zhuǎn)換的模擬量Vi,Vi采樣輸入到積分器,積分器從零開始進行固定時間T的正向積分,時間T到后,開關(guān)再接通與Vi極性相反的基準(zhǔn)電壓VREF,將VREF輸入到積分器,進行反向積分,直到輸出為0V時停止積分。Vi越大,積分器輸出電壓越大,反向積分時間也越長。計數(shù)器在反向積分時間內(nèi)所計的數(shù)值,就是輸入模擬電壓Vi所對應(yīng)的數(shù)字量,實現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方法及原理(記錄紙記錄筆)

3)電壓頻率轉(zhuǎn)換法
采用電壓頻率轉(zhuǎn)換法的A/D轉(zhuǎn)換器,由計數(shù)器、控制門及一個具有恒定時間的時鐘門控制信號組成,它的工作原理是V/F轉(zhuǎn)換電路把輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與模擬電壓成正比的脈沖信號。電壓頻率轉(zhuǎn)換法的工作過程是:當(dāng)模擬電壓Vi加到V/F的輸入端,便產(chǎn)生頻率F與Vi成正比的脈沖,在一定的時間內(nèi)對該脈沖信號計數(shù),時間到,統(tǒng)計到計數(shù)器的計數(shù)值正比于輸入電壓Vi,從而完成A/D轉(zhuǎn)換。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方法及原理(記錄紙記錄筆)


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