3位半双积分型模数转换器.pdf
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2021-09-30
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3 位半双积分型模数转换器——设计报告
一、任务意义：
过去几十年里 ,数字信号处理技术在理论和实践上都取得了突飞猛进的发展。由于它具
有可靠性高、灵活性强、成本低廉等特点 ,从而逐渐在各个领域代替了传统的模拟信号处理
方式。但是模拟信号处理及模拟集成电路的设计不仅没有淡出历史舞台 ,相反在某些地方更
加凸显其不可替代的作用。现实世界是模拟的 ,要充分利用先进的数字信号处理技术就必须
进行模数转换 ,在测量领域尤其如此。
二、应用场合
模数转换有多种实现方法 ,根据不同的应用选择也就不同。基于双积分原理的模数转换
器电路主要针对现实世界中的低速测量应用。 例如，在视频及无线通信领域对高速的要求决
定了流水线方式是最佳的选择 ,在音频处理上对音质的要求决定了 ∑-Δ 这种中低速、高精度
转换方式是不错的选择 ,而对于现实世界中的很多低速测量 ,考虑到成本和功耗的问题 ,双积
分转换方式又是更优的选择。
三、设计指标：
被测电压范围： 0~2V ；
测量精度： 1mV；
转换速率： 50ms or 20ms
显示方式： LED 数码管显示（提供显示板）
四、方案论证：
1、 原理总述
实验电路由三部分组成：
①双积分电路
②测量显示时间计数器
③开关脉冲发生器
根据双积分原理，利用开关脉冲发生器控制电路的清零、采样和测量三个阶段的切换；
经过双积分电路将电压转换为时间； 测量显示时间模块根据时间刻度细分原理把积分电路电
容两端电压从开始上升至刚刚过零的时间转化为对应的计数值， 并最终通过数码管输出， 完
成了模数装换。
2、 各部分原理分述
（ 1） V-T 转换原理
把一个电压大小用时间的大小来度量，成为电压时间转换，用符号 V-T 来表示。实现这种
转换可采用双积分原理。 下面从一个典型积分电路着手来阐述采用双积分原理是如何实现这
种转换以及应注意的几个问题。如图
图 1
开
关
脉
冲
发
生
器
双
积
分
电
路
测
量
显
示
时
间
计
数
器
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