AD转换原理（WORD版）资源-CSDN文库

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AD 转换原理

AD 转换原理

下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并

行比较型/串并行型、Σ-Δ 调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1）积分型（如 TLC7135）

积分型 AD 工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频

率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨

率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片

AD 转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

2）逐次比较型（如 TLC0831）

逐次比较型 AD 由一个比较器和 DA 转换器通过逐次比较逻辑构成，从 MSB

开始，顺序地对每一位将输入电压与内置 DA 转换器输出进行比较，经 n 次比

较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分

辩率（<12 位）时价格便宜，但高精度（>12 位）时价格很高。

3）并行比较型/串并行比较型（如 TLC5510）

并行比较型 AD 采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称

FLash(快速)型。由于转换速率极高，n 位的转换需要 2n-1 个比较器，因此电

路规模也极大，价格也高，只适用于视频 AD 转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型 AD 结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由 2 个

n/2 位的并行型 AD 转换器配合 DA 转换器组成，用两次比较实行转换，所以称

为 Half !ash( 半快速)型。还有分成三步或多步实现 AD 转换的叫做分级

（ Multistep/Subrangling ）型 AD ，而从转换时序角度又可称为流水线

（Pipelined）型 AD，现代的分级型 AD 中还加入了对多次转换结果作数字运

算而修正特性等功能。这类 AD 速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。

4）Σ-Δ(Sigma?/FONT>delta)调制型（如 AD7705）

Σ-Δ 型 AD 由积分器、比较器、1 位 DA 转换器和数字滤波器等组成。原理

上近似于积分型，将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理

后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化，因此容易做到高分辨率。

主要用于音频和测量。

5）电容阵列逐次比较型

电容阵列逐次比较型 AD 在内置 DA 转换器中采用电容矩阵方式，也可称为

电荷再分配型。一般的电阻阵列 DA 转换器中多数电阻的值必须一致，在单芯

片上生成高精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列，可以用低廉

成本制成高精度单片 AD 转换器。最近的逐次比较型 AD 转换器大多为电容阵

列式的。

6）压频变换型（如 AD650）

压频变换型（Voltage-Frequency Converter）是通过间接转换方式实现

模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频

率转换成数字量。从理论上讲这种 AD 的分辨率几乎可以无限增加，只要采样

的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是分辩率

高、功耗低、价格低，但是需要外部计数电路共同完成 AD 转换。

2. AD 转换器的主要技术指标

1）分辩率(Resolution) 指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定

义为满刻度与 2n 的比值。分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。

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从无到有_fpga_arm

2014-03-31

还可以！谢谢！

fzl6307663

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