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A/D转换器的原理和三种类型介绍
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2021-01-20
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随着集成电路的飞速发展,A/D转换器的新设计思想和制造技术层出不穷。为满足各种不同的检测及控制需要而设计的结构不同、性能各异的A/D转换器应运而生。 根据A/D转换器的原理可将A/D转换器分成两大类。一类是直接型A/D转换器,将输入的电压信号直接转换成数字代码,不经过中间任何变量;另一类是间接型A/D转换器,将输入的电压转变成某种中间变量(时间、频率、脉冲宽度等),然后再将这个中间量变成数字代码输出。 尽管A/D转换器的种类很多,但目前广泛应用的主要有三种类型:逐次逼近式A/D转换器、双积分式A/D转换器、V/F变换式A/D转换器。另外,近些年有一种新型的Σ-Δ
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A/D转换器的原理和三种类型介绍转换器的原理和三种类型介绍
随着集成电路的飞速发展,A/D转换器的新设计思想和制造技术层出不穷。为满足各种不同的检测及控制需要而
设计的结构不同、性能各异的A/D转换器应运而生。 根据A/D转换器的原理可将A/D转换器分成两大类。
一类是直接型A/D转换器,将输入的电压信号直接转换成数字代码,不经过中间任何变量;另一类是间接型A/D
转换器,将输入的电压转变成某种中间变量(时间、频率、脉冲宽度等),然后再将这个中间量变成数字代码
输出。 尽管A/D转换器的种类很多,但目前广泛应用的主要有三种类型:逐次逼近式A/D转换器、双积分式
A/D转换器、V/F变换式A/D转换器。另外,近些年有一种新型的Σ-Δ
随着集成电路的飞速发展,A/D转换器的新设计思想和制造技术层出不穷。为满足各种不同的检测及控制需要而设计的结
构不同、性能各异的A/D转换器应运而生。
根据A/D转换器的原理可将A/D转换器分成两大类。一类是直接型A/D转换器,将输入的电压信号直接转换成数字代码,
不经过中间任何变量;另一类是间接型A/D转换器,将输入的电压转变成某种中间变量(时间、频率、脉冲宽度等),然后再
将这个中间量变成数字代码输出。
尽管A/D转换器的种类很多,但目前广泛应用的主要有三种类型:逐次逼近式A/D转换器、双积分式A/D转换器、V/F变换
式A/D转换器。另外,近些年有一种新型的Σ-Δ型A/D转换器异军突起,在仪器中得到了广泛的应用。
逐次逼近式(SAR)A/D转换器(SAR)的基本原理是:将待转换的模拟输入信号与一个推测信号进行比较,根据二者大
小决定增大还是减小输入信号,以便向模拟输入信号逼进。推测信号由D/A转换器的输出获得,当二者相等时,向D/A转换器
输入的数字信号就对应的时模拟输入量的数字量。这种A/D转换器一般速度很快,但精度一般不高。常用的有ADC0801、
ADC0802、AD570等。
双积分式A/D转换器的基本原理是:先对输入模拟电压进行固定时间的积分,然后转为对标准电压的反相积分,直至积分
输入返回初始值,这两个积分时间的长短正比于二者的大小,进而可以得出对应模拟电压的数字量。这种A/D转换器的转换速
度较慢,但精度较高。由双积分式发展为四重积分、五重积分等多种方式,在保证转换精度的前提下提高了转换速度。常用的
有ICL7135、ICL7109等。
Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位D/A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。这种转换器的转换精度极高,达到16到24位的转换精度,价格低廉,弱点是转换速度比较慢,比较适合用于对检测精
度要求很高但对速度要求不是太高的检验设备。常用的有AD7705、AD7714等。
V/F转换器是把电压信号转换成频率信号,由良好的精度和线性,而且电路简单,对环境适应能力强,价格低廉。适用于
非快速的远距离信号的A/D转换过程。常用的有LM311、AD650等。
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weixin_38557980
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