AD转换
AD转换
一、设置ADMUX（AD转换多路选择寄存器）1 参考电源的选择REFS1 REFS0 AREF引脚0 0 接外部参考电源(默认)0 1 内部接通AVCC,外部要求与GND之间并接电容(100nF)1 0 保留1 1 内部接通2.56V,外部要求与GND之间并接电容(100nF)2 对齐方式的选择ADLAR = 0: 右对齐（默认）转换结果如下：ADCH bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0内容 - - - - - - ADC9 ADC8ADCL bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0内容 ADC7 ADC6 ADC5 ADC4 ADC3 ADC2 ADC1 ADC0ADLAR = 1: 左对齐（一般用于不需要大于8位精度时，只读ADCH就可以了）转换结果如下：ADCH bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0内容 ADC9 ADC8 ADC7 ADC6 ADC5 ADC4 ADC3 ADC2ADCL bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0内容 ADC1 ADC0 - - - - - -3 通道号的选择对于MEGA8:MUX3 MUX2 MUX1 MUX0 输入端0 0 0 0 ADC00 0 0 1 ADC10 0 1 0 ADC20 0 1 1 ADC30 1 0 0 ADC40 1 0 1 ADC50 1 1 0 ADC60 1 1 1 ADC71 1 1 0 内部1.22V1 1 1 1 内部0V对于MEGA16:关于差分输入可以通过选择MUX4...0设置放大倍数，因没有做过试验，此处略。
MUX4 MUX3 MUX2 MUX1 MUX0 输入端0 0 0 0 0 ADC00 0 0 0 1 ADC10 0 0 1 0 ADC20 0 0 1 1 ADC30 0 1 0 0 ADC40 0 1 0 1 ADC50 0 1 1 0 ADC60 0 1 1 1 ADC71 1 1 1 0 内部1.22V1 1 1 1 1 内部0V二设置ADCSRA1 转换模式选择对于MEGA8ADFR=1：首次启动转换后，将自动连续转换ADFR=0: 启动一次，转换一次对于MEGA16ADATE=1:首次启动转换后，在触发脉冲上升沿时开始一次转换 ADATE=0:启动一次，转换一次当ADATE=1后，启动转换前先要在SFIOR中设置触发源(当ADATE=0时，设置SFIOR是无效的)：ADTS2 ADTS1 ADTS0 触发源0 0 0 自动连续转换0 0 1 模拟比较器0 1 0 外部中断00 1 1 定时器/计数器0比较匹配1 0 0 定时器/计数器0溢出1 0 1 定时器/计数器比较匹配B1 1 0 定时器/计数器1溢出1 1 1 定时器/计数器1捕获事件2 中断/查询方式选择ADIE=1: 转换完成后激活AD中断(当SREG的I位=1时)ADIE=0: 通过查询ADIF标志判断是否完成了一次转换ADIF=1,表示完成了一次转换。
AD转换器介绍
D/A 转换器是将输入的二进制数字量转换成模拟量，以电压或电流的形式输出.D/A 转换器实质上是一个译码器（解码器）。
一般常用的线性D/A 转换器，其输出模拟电压uO 和输入数字量Dn 之间成正比关系。
UREF 为参考电压。
uO ＝DnUREF将输入的每一位二进制代码按其权值大小转换成相应的模拟量,然后将代表各位的模拟量相加，则所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。
D/A 转换器一般由数码缓冲寄存器、模拟电子开关、参考电压、解码网络和求和电路等组成. 数字量以串行或并行方式输入，并存储在数码缓冲寄存器中；寄存器输出的每位数码驱动对应数位上的电子开关，将在解码网络中获得的相应数位权值送入求和电路；求和电路将各位权值相加，便得到与数字量对应的模拟量。
开关Si 的位置受数据锁存器输出的数码di 控制：当di=1时,Si 将对应的权电阻接到参考电压UREF 上；当di=0时，Si 将对应的权电阻接地.权电阻网络D/A 转换器的特点①优点：结构简单，电阻元件数较少;②缺点：阻值相差较大,制造工艺复杂。
2. 倒T 型电阻网络D/A 转换器3. 电阻解码网络中，电阻只有R 和2R 两种，并构成倒T 型电阻网络。
当di=1时,相应的开关Si 接到求和点;当di=0时，相应的开关Si 接地.但由于虚短，求和点和地相连，所以不论开关如何转向，电阻2R 总是与地相连。
这样，倒T 型网络的各节点向上看和向右看的等效电阻都是2R ，整个网络的等效输入电阻为R 。
倒T 型电阻网络D/A 转换器的特点:①优点:电阻种类少，只有R 和2R ，提高了制造精度；而且支路电流流入求和点不存在时间差，提高了转换速度。
②应用：它是目前集成D/A 转换器中转换速度较高且使用较多的一种,如8位D/A 转换器DAC0832，就是采用倒T 型电阻网络。
三、D/A 转换器的主要技术指标1。
分辨率分辨率用于表征D/A 转换器对输入微小量变化的敏感程度。
AD转换器原理
虽说理论值是如此，但真正在应用时，最好是接近10倍才会有不错的还原效 果(因取样点越多)。若针对多信道的 Aபைடு நூலகம்D 转换器来说，就必须乘上信道数，这样 平均下去，每一个通道才不会有失真的情况产生。 量化与编码
量化与编码 电路是 A/D 转换器的核心组成的部分，一般对取样值的量化方 式有下列两种：
只舍去不进位：首先取一最小量化单位Δ=U/2n，U 是输入模拟电压的最大值， n 是输出数字数值的位数。当输入模拟电压 U 在0~Δ之间，则归入0Δ，当 U 在 Δ~2Δ之间，则归入1Δ。透过这样的量化方法产生的最大量化误差为Δ/2，而 且量化误差总是为正，+1/2LSB。
相对精确度是指实际输出值与一理想理论之满刻输出值之接近程度，其相关 的关系是如下式子所列： 相对精准度＝
基本上，一个 n-bit 的转换器就有 n 个数字输出位。这种所产生的位数值是 等效于在 A/D 转换器的输入端的模拟大小特性值。
如果外部所要输入电压或是电流量较大的话，所转换后的的位数值也就较 大。透过并列端口接口或是微处理机连接 A/D 转换器时，必须了解如何去控制或 是驱动这颗 A/D 转换器的问题。因此需要了解到 A/D 转换器上的控制信号有哪些。
ad转换原理
ad转换原理
AD转换原理是将模拟信号转换为数字信号的过程。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号。
AD转换器的主要作用是将模拟信号的幅度（电压、电流等）转换为数字形式，以便于数字电路进行处理和存储。
AD转换的过程包括采样、量化和编码三个步骤。
首先是采样，即将连续的模拟信号在一定时间间隔内取样，得到离散的采样值。
采样定理规定，采样信号的频率要满足最大信号频率的两倍以上，以保证能够完整地还原模拟信号。
接下来是量化，即将采样信号的振幅值量化为一系列离散的取值。
量化的目的是将连续的模拟信号离散化，采用有限的取值范围来表示模拟信号的幅度。
量化的过程中，根据量化精度（即量化位数）确定能表示的离散量化值的个数，位数越多表示的值越精确。
最后是编码，即将量化后的离散信号转换为数字代码。
编码器根据量化值的大小，将其转换为对应的二进制代码，以方便数字电路处理和存储。
编码的方式有多种，常用的编码方式包括二进制编码、格雷码等。
通过以上步骤，AD转换器将模拟信号转换为数字信号，以便于数字电路中进行进一步的处理和分析。
AD转换器在很多电子设备中广泛应用，比如音频设备、通信系统、传感器等。
ad转换的工作原理
ad转换的工作原理AD转换（Analog-to-Digital Conversion）是将模拟信号转换为数字信号的过程。
在现代电子设备中，AD转换是一项非常重要的技术，它广泛应用于通信、音频、视频、传感器等领域。
本文将介绍AD转换的工作原理，并探讨其在实际应用中的重要性和挑战。
一、AD转换的基本原理AD转换的基本原理是通过对连续的模拟信号进行采样和量化，将其转换为离散的数字信号。
这个过程可以分为三个主要步骤：采样、量化和编码。
1. 采样：采样是将连续的模拟信号在时间上进行离散化，以便能够对其进行处理和分析。
采样的频率决定了信号在时间上的离散程度，常用的采样频率有44.1kHz、48kHz等。
2. 量化：量化是将连续的模拟信号转换为一系列离散的取值。
量化的目的是将连续的信号分割为有限个离散级别，以便能够用有限的位数表示。
量化级别的数量决定了数字信号的精度，常用的量化级别有8位、16位、24位等。
3. 编码：编码是将量化后的离散信号转换为二进制码。
编码的目的是将离散的取值映射到对应的二进制数值，以便能够存储和处理。
常用的编码方式有二进制补码、格雷码等。
二、AD转换的重要性AD转换在现代电子设备中具有重要的作用，主要体现在以下几个方面：1. 信息传输：在通信系统中，模拟信号需要经过AD转换后才能被数字设备处理和传输。
例如，在手机通话过程中，声音信号经过手机内部的AD转换器转换为数字信号，然后通过网络传输到对方手机进行解码和播放。
2. 音频处理：在音频设备中，AD转换器将声音信号转换为数字信号后，可以对其进行各种处理，如音量调节、音效处理等。
这样一来，用户可以根据自己的需求调整音频效果，提升听觉体验。
3. 视频处理：在视频设备中，AD转换器将模拟的视频信号转换为数字信号后，可以对其进行压缩、编码、解码等处理，以便能够存储和传输。
这样一来，用户可以通过各种数字设备观看高清视频，享受更好的视觉效果。
4. 传感器应用：在传感器领域，AD转换器可以将各种模拟传感器输出的信号转换为数字信号，以便能够进行数字信号处理和分析。
ad转换的基本算法
ad转换的基本算法1. 什么是ad转换ad转换（Ad Conversion）是指将广告展示或点击行为转化为实际的业务指标，如注册、购买等，以衡量广告投放效果的一种算法。
ad转换算法在互联网广告领域中被广泛应用，可以帮助广告主评估广告效果、优化广告投放策略和提高投放效率。
2. ad转换算法的基本原理ad转换算法的基本原理是通过统计和分析广告展示和点击行为数据，将这些行为转化为具体的业务指标。
下面介绍几种常见的ad转换算法。
2.1 基于规则的算法基于规则的ad转换算法是一种简单但有效的方法。
它根据预先设定的规则，对广告展示和点击行为进行分类，并将其转化为相应的业务指标。
例如，可以设定一个规则，如果用户点击广告后产生了注册行为，则将该点击行为转化为注册指标。
2.2 基于回归分析的算法基于回归分析的ad转换算法是一种更为精确的方法。
它通过建立一个统计模型，将广告展示和点击行为与实际的业务指标之间的关系进行建模。
通过对模型进行拟合和验证，可以预测和估计广告投放对业务指标的影响程度。
这种算法可以帮助广告主更准确地评估广告效果和优化投放策略。
2.3 基于机器学习的算法基于机器学习的ad转换算法是一种较为复杂但有效的方法。
它利用机器学习算法对广告展示和点击行为数据进行训练和学习，从而自动发现其中的模式和规律，并将其应用于转化预测和优化决策中。
这种算法可以根据数据的特征和模式进行自适应调整，从而提高转化预测的准确性和效果。
3. ad转换算法的应用ad转换算法在互联网广告领域有着广泛的应用。
下面介绍一些常见的应用场景。
3.1 广告效果评估ad转换算法可以帮助广告主评估广告的效果和效益。
通过将广告点击和展示行为转化为实际的业务指标，广告主可以了解广告对业务的影响程度，并根据评估结果进行决策和优化。
3.2 广告投放优化ad转换算法可以帮助广告主优化广告投放策略。
通过分析广告展示和点击行为的特征和模式，算法可以发现哪些广告素材、渠道和时段对业务指标的影响最大，从而指导广告主进行广告投放的调整和优化，提高广告投放效率。
ad 转换原理
ad 转换原理
AD转换原理是指将模拟信号转换为数字信号的过程。
这个过
程由三个主要步骤组成：采样、量化和编码。
首先是采样步骤。
在采样过程中，模拟信号被定期测量和记录，生成一系列离散的采样值。
这些采样值表示了模拟信号在不同时刻的幅度。
然后是量化步骤。
在量化过程中，采样值被映射为一组离散的量化级别。
通过将采样值分配给最接近的量化级别，模拟信号的幅度被近似表示为离散数值。
这个过程引入了量化误差，即原始模拟信号与量化表示之间的差异。
最后是编码步骤。
在编码过程中，量化后的信号通过数字编码器转换为二进制码字。
编码器将每个量化级别映射为一个二进制代码，以便数字信号可以被存储和传输。
常见的编码方法包括二进制、格雷码和翻转码等。
通过AD转换，模拟信号可以被数字系统处理和分析。
然而，由于采样频率和量化分辨率的限制，AD转换引入了采样误差
和量化误差。
合理选择采样频率和量化分辨率可以平衡系统的复杂性和信号质量。
总结而言，AD转换原理包括采样、量化和编码三个步骤，它
们共同将模拟信号转换为数字信号，实现了模拟和数字之间的转换。
这个过程在许多领域中广泛应用，如通信、音频处理、图像处理等。
AD转换简介
A/D转换：就是把模拟信号，转换为数字信号ad:模数转换，将模拟信号变成数字信号，便于数字设备处理。
da：数模转换，将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。
具体可以看看下面的资料，了解一下工作原理：ad转换器的分类1.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、∑-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 flash(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。
AD转换
模拟电压输入 1LSB
模拟电压输入 1/2LSB
5
3、偏移误差
偏移误差是指输入信号为零时，输出信号不为零的 值，所以有时又称为零值误差。假定ADC没有非线 性误差，则其转换特性曲线各阶梯中点的连线必定 是直线，这条直线与横轴相交点所对应的输入电压 值就是偏移误差。
积分器输出
VIN
时钟
T1 T T2
t
3
三、A/D转换器的主要技术指标 1、分辨率 ADC的分辨率是指使输出数字量变化一个 相邻数码所需输入模拟电压的变化量。常用 二进制的位数表示。例如12位ADC的分辨率 就是12位，或者说分辨率为满刻度FS的 1/2 1 2 。一个10V满刻度的12位ADC能分辨输 入电压变化最小值是10V×1/ 2 1 2 =2.4mV。
ADC_CONTR寄存器
ADC_RES、 ADC_RESL寄存器
ADC中断控制寄存器
ADC典型应用电路
电压基准源
ADC实现按键输入功能
10VIN 20VIN AG
CE STS
-5V～+5V -10V～+10V
23
采用双极性输入方式，可对±5V或±10V的模拟信号
进行转换。当AD574A与80C31单片机配置时，由于 AD574A输出12位数据，所以当单片机读取转换结果 时，应分两次进行：当Ａ0=0时，读取高8位；当Ａ 0=1时，读取低4位。
需三组电源：＋5V、VCC（＋12V～＋15V）、
VEE（－12V～－15V）。由于转换精度高，所 提供电源必须有良好的稳定性，并进行充分滤波， 以防止高频噪声的干扰。 低功耗：典型功耗为390mW。
ad转换电路原理
ad转换电路原理
AD转换电路是指将模拟信号转换为数字信号的电路。
在数字
化时代，许多信号需要进行AD转换以便进行数字处理和存储。
AD转换电路由模拟部分和数字部分组成。
模拟部分包括采样和保持电路、放大电路和滤波电路。
采样和保持电路负责将连续模拟信号转换为离散的采样值，并保持在一个存储元件中。
放大电路将采样值放大到适合转换的范围。
滤波电路消除采样过程中引入的噪音和干扰，保证转换结果的准确性。
数字部分主要由ADC（模数转换器）和数字处理电路组成。
ADC是核心部件，将模拟信号转换为相应的数字代码。
常见
的ADC有逐次逼近型ADC、逐次比较型ADC和闪存型ADC 等。
数字处理电路可以对ADC输出进行数字信号处理，如滤波、放大、数值计算等。
AD转换电路的原理基于采样定理和码化原理。
采样定理要求
模拟信号在采样过程中满足一定的采样频率，以保证采样后的信号的还原性。
码化原理是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，通过离散化的过程，将模拟信号的幅度转化为相应的数字量。
在实际应用中，AD转换电路的设计需要考虑诸多因素，包括
采样率、分辨率、信噪比、失真等指标。
同时，还需根据具体需求选择合适的ADC类型和精度。
总的来说，AD转换电路通过将模拟信号转换为数字信号，实现了对信号的数字化处理和存储。
它在通信、音频处理、自动控制等领域有着广泛的应用。
第7章 AD转换
第7章AD转换7.1 概述7.1.1 AD转换器AD转换器即ADC（Analog to Digital Converter），是能将模拟量转换为数字量的器件。
单片机能直接处理和控制的是数字量，对于模拟量，则可通过AD转换器件将其先转换为数字量，然后再交付单片机去做进一步处理。
在AD转换器件将模拟量转换为数字量的过程中，有许多参数值得我们关注，其中最重要的两个参数是转换时间和转换分辨率。
目前，常见AD转换器与微处理器间的数据接口有并行和串行之分，AD转换器的转换精度有8位、10位、12位等多种类型。
此处选取并行8位AD转换器ADC0809，并行12位AD转换器AD574，串行8位AD转换器ADC0832，串行12位AD转换器TLC2543，共四种AD转换器件，分别说明其特点和使用方法。
7.1.2 AD转换分辨率AD转换中，用转换分辨率来表示AD转换器对输入模拟信号的分辨能力，常用转换结果的二进制数的位数来表示，8位精度代表转换结果用8位二进制数表示，12位精度代表转换结果用12位二进制数表示。
以下通过两个例子具体解释其内在含义。
例1：假设被转换的模拟量是电压信号，被测电压值在0V~5V的固定区间内连续可调，AD转换器分辨率假设是8位。
我们已经熟知，8位无符号二进制数的数值范围是十进制的0~255，共256个数。
如果AD转换器分辨率是8位，则从理论上说，被测电压范围5V（5V－0V=5V）被平均等分为256等份，每一份是5V/256=0.01953125V≈0.02V=20mV，这每一份的含义是：电压每增大20mV，AD转换结果的数值就增加1；0V电压对应的转换结果应该是最小值0，而5V电压对应的转换结果应该是最大值255，2.5V电压对应的转换结果应该是0~255的中间值128，其它电压依次成比例对应某一数值。
例2：假设被转换的模拟量是电压信号，被测电压值在0V~5V的固定区间内连续可调，AD转换器分辨率假设是12位。
AD转换
A/D 是模拟量到数字量的转换A/D 是模拟量到数字量的转换，依靠的是模数转换器(Analog to Digital Converter)，简称ADC。
D/A 是数字量到模拟量的转换，依靠的是数模转换器(Digital to Analog Converter)，简称DAC。
它们的道理是完全一样的，只是转换方向不同，因此我们讲解过程主要以A/D 为例来讲解。
很多同学学到A/D 这部分的时候，感觉是个难点，概念搞不清楚，掌握不好。
我个人认为主要原因不在于技术问题，而是不太会感悟生活。
我们生活中有很多很多A/D 的例子，只是没有在单片机领域里应用而已，下面我带着大家一起感悟一下A/D 的概念。
什么是模拟量？就是指变量在一定范围内连续变化的量，也就是在一定范围内可以取任意值。
比如米尺，从0 到 1 米之间，可以是任意值。
什么是任意值，也就是可以是1cm，也可以是 1.001cm，当然也可以10.000……后边有无限个小数。
总之，任何两个数字之间都有无限个中间值，所以称之为连续变化的量，也就是模拟量。
而我们用的米尺上被我们人为的做上了刻度符号，每两个刻度之间的间隔是1mm，这个刻度实际上就是我们对模拟量的数字化，由于有一定的间隔，不是连续的，所以在专业领域里我们称之为离散的。
ADC 就是起到把连续的信号用离散的数字表达出来的作用。
那么我们就可以使用米尺这个“ADC”来测量连续的长度或者高度这些模拟量。
如图17-1 一个简单的米尺刻度示意图。
图17-1 米尺刻度示意图我们往杯子里倒水，水位会随着倒入的水量的多少而变化。
现在就用这个米尺来测量我们杯子里的水位的高度。
水位变化是连续的，而我们只能通过尺子上的刻度来读取水位的高度，获取我们想得到的水位的数字量信息。
这个过程，就可以简单理解为我们电路中的ADC采样。
AD转换及其原理
AD转换及其原理AD转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）是将模拟信号转换为数字信号的电子设备。
在现代电子技术中，AD转换器广泛应用于各种领域，如通信、计算机、仪器仪表、医疗设备等。
AD转换的原理是利用一定的电路和算法将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
整个转换过程可以分为三个步骤：采样、量化和编码。
首先是采样过程，即将模拟信号在时间上离散取样。
采样的目的是为了获取一定时间段内的模拟信号的定量表示。
采样率是衡量采样的频率，通常用赫兹（Hz）来表示。
根据采样定理，采样率应该至少是被采样信号中最高频率成分的两倍，以避免采样失真。
接下来是量化过程，即将采样得到的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样得到的信号是连续变化的，而存储和处理数字信号时需要离散的数值。
因此，量化是将连续的模拟信号按照一定的规则映射到离散的数字值。
常见的量化方式有线性量化和非线性量化。
线性量化根据信号的幅值和量化级别来进行映射，而非线性量化则根据信号的幅值和概率分布进行映射。
最后是编码过程，即将量化得到的数字信号转换为二进制码。
编码的目的是为了方便数字信号的存储和处理。
常用的编码方式有二进制编码和格雷码。
二进制编码是将每个数字信号对应的离散值用二进制数表示，格雷码则是相邻离散值的编码只有一个位数的变化，以减少编码转换时可能引入的错误。
AD转换器的实现方式有许多种，常见的包括逐次逼近型、并行型和积分型等。
逐次逼近型AD转换器是一种非常常见且常用的转换方式。
它的工作原理是通过逐步逼近的方式将模拟信号与一系列已知的参考电压进行比较，以确定最接近的数字值。
逐次逼近型AD转换器的精度一般由比较次数决定，比较次数越多，精度越高，但转换速度会降低。
除了转换方式，AD转换器的精度也是一个重要的指标。
精度指的是数字输出值和实际输入值之间的误差大小。
常见的精度指标有位数（bit）和有效位数（ENOB）等。
位数是指AD转换器的输出位数，通常越高精度越高，有效位数是指真正用于表示输入信号的有效位数，它比位数少一些，因为AD转换器的输出范围往往比输入信号的范围大一些。
AD转换
ADCDLY 符号
DELAY [15: 0] （1）在正常转换模式、分开的X/Y位置转换模式和 X/Y位置自动（顺序）转换模式的X/Y位置转换延时值。 （2）在等待中断模式：当在此模式按下触笔时，这个 寄存器在几ms时间间隔内产生用于进行X/Y方向自动转 换的中断信号（INT_TC）。 注意：不能使用零位值（0x0000）
双积分式A/D转换图
图5.2.2 （a）双积分式A/D转换器电路结构图
图5.2.2 （b）积分输出波形
3．逐次逼近式A/D转换器原理 逐次逼近式A/D转换器电路结构如图5.2.3所示，其工作过程可与天 平称重物类比，图中的电压比较器相当于天平，被测电压Ux相当于 重物，基准电压Ur相当于电压法码。该方案具有各种规格的按8421 编码的二进制电压法码Ur，根据Ux<Ur和Ux>Ur，比较器有不同的 输出以打开或关闭逐次逼近寄存器的各位。输出从大到小的基准电 压法码，与被测电压Ux比较，并逐渐减小其差值，使之逼近平衡。 当Ux=Ur时，比较器输出为零，相当于天平平衡，最后以数字显示 的平衡值即为被测电压值。 逐次逼近式A/D转换器转换速度快，转换精度较高，对N位A/D转换 只需N个时钟脉冲即可完成，可用于测量微秒级的过渡过程的变化， 是在计算机系统中采用最多的一种A/D转换方法。
2．双积分式A/D转换器原理 双积分式A/D转换器对输入模拟电压和参考电压进行两次积分， 将电压变换成与其成正比的时间间隔，利用时钟脉冲和计数器测 出其时间间隔，完成A/D转换。双积分式A/D转换器主要包括积分 器、比较器、计数器和标准电压源等部件，其电路结构图如图 5.2.2（a）所示。 双积分式A/D转换器的转换过程如下： 首先对输入待测的模拟电压Vi进行固定时间的积分； 然后转换到标准电压VR进行固定斜率的反向积分（定值积分 ）， 如图5.2.2（b）所示。反向积分进行到一定时间，便返回起始值。 从图5.2.2（b）中可看出对标准电压VR进行反向积分的时间T2正 比于输入模拟电压，输入模拟电压越大，反向积分回到起始值的 时间T越长，有Vi＝（T2/T1）VR。 用标准时钟脉冲测定反向积分时间（如计数器），就可以得到对 应于输入模拟电压的数字量，实现A/D转换。 双积分式A/D转换器具有很强的抗工频干扰能力，转换精度高， 但速度较慢。
AD转换的一般工作过程
分压器
V REF
D触发器
精考密电参压13VREF/15
R
13 15
V REF
+ – C1
R
+
11V /15 REF
11 15
V REF
– C2
R
+
9VREF/15
C3 –
R
+
精密电阻7VREF/15
C4 –
网络（23
R
+
个电阻）5VREF/15
C5 –
R
3V /15 REF
3 15
V REF
R
输入模V /15 REF
I ≥3/4VREF
模拟 量输入
I
电压
I <3/4VREF 比较器
启 动 脉 冲
CP 时钟 控制逻 辑电路
VREF
移位寄位器
0 1·0 …· · 0
数据寄存器
01 0…
0
···
···
Dn-1 1 0 Dn-2 1 数0字
量输出 D1
D0
D/A 转换器
O 3/4VREF
逐次比较型A/D转换器
1. 转换原理
优先编码器编码，得到数字量输出。
vI
v 0 I VREF/15 v VREF/15 I 3VREF/15 v 3VREF /15 I 5VREF/15 v 5VREF/15 I 7VREF/15
v 7VREF/15 I 9VREF/15
v 9VREF/15 I 11VREF/15
9.2.2 并行比较型A/D转换器 3、电路特点：
•单片集成并行比较型A/D转换器的产品很多，如AD公司的 AD9012 (TTL工艺8位)、AD9002 (ECL工艺，8位)、AD9020 (TTL工艺，10位)等。
AD转换知识
有些特殊的应用或量程范围很大时，A/D转换器要求更多的位数，平滑性的要求来考虑，可用一段模拟量化过程的程序，在计算机上逐步改变位数，计算数学模型的动态曲线，然后根据曲线的平滑程度来确定位数。通常，满足静态精度要求的位数也能满足动态平滑的要求。但对动态平滑性要求较高的系统，还需要硬件（模拟滤波）或软件（数字滤波）进行平滑处理。一般8位以下的A/D转换器称为低分辨率A/D转换器，9~12位的称为中分辨率，13位以上的称为高分辨率。
由干转换器必须在采样间隔Ts内完成一次转换工作，因此转换器能处理的最高信号频率就受到转换速度的限制。如50us内完成10位A／D转换的高速转换器，这样，其采样频率可高达20kHz。
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2008年04月28日 星期一 07:50
1、 如何确定A/D转换器的位数
3) 转换速度
转换速度是指完成一次转换所用的时间，即从发出转换控制信号开始，直到输出端得到稳定的数字输出为止所用的时间。转换时间越长，转换速度就越低。转换速度与转换原理有关，如逐位逼近式A／D转换器的转换速度要比双积分式A／D转换器高许多。除此以外，转换速度还与转换器的位数有关，一般位数少的（转换精度差）转换器转换速度高。目前常用的A／D转换器转换位数有8位、10位、12位、14位、16位等，其转换速度依转换原理和转换位数不同，一般在几微秒至几百毫秒之间。
AD转换
为将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。
在实际电路中，这些过程有的是合并进行的，例如，取样和保持，量化和编码往往都是在转换过程中同时实现。
一、A/D转换的一般工作过程1.取样与保持取样是将随时间连续变化的模拟量转化为时间离散的模拟量。
取样过程示意图如图7.16所示。
图a中，传输门受取样信号控制，在的脉宽t期间，传输门导通，输出信号为输入信号，而在期间,输出信号。
电路中各信号波形如图b所示。
图7.16取样过程通过分析可以看出，取样信号的频率愈高，所取得信号经低通滤波器后愈能真实的复现输入信号。
合理的取样频率由取样定理（详见信号与系统教材）决定。
将取样电路每次得到的模拟信号转换为数字信号都需要一定的时间，为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值，每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。
取样与保持过程往往是通过取样—保持电路同时完成的。
取样—保持电路的原理图及其输出波形如图7.17所示。
(a)原理图 (b)波形图图7.17 取样－保持电路电路由输入放大器A1、输出放大器A2、保持电容CH和开关驱动电路组成。
电路图中要求A1具有很高的输入阻抗，以减小对输入信号源的影响。
为使保持阶段CH上所存电荷不易泄放，A2也应具有较高输入阻抗，A2还应具有较低的输出阻抗，这样可以提高电路的带负载能力。
一般还要求电路中。
结合图7.17来分析取样—保持电路的工作原理。
在t=t0时，开关S闭合，电容被迅速充电，由于，因此，在时间间隔内是取样阶段。
当t=t1时刻S断开。
若A2的输入阻抗为无穷大、S为理想开关，这样就可认为电容CH没有放电回路，其两端电压保持为不变，图7.17b中的平坦段即为保持阶段。
取样保持电路已有很多种型号的单片集成电路产品。
如双极型工艺的有AD585、AD684；混合工艺的有AD1154、SHC76等。
2. 量化与编码量化为数值量化的简称，就是将取样—保持电路的输出电压，按某种近似方式规划到与之相应的离散电平上的转化过程。
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5.4.1 A/D转换
• A/D转换器：把模拟(通常是模拟电压)
信号转换为数字信号的电路 。
• A/D转换过程：
–采样与采样保持； –量化; –编码.
5.4.1 A/D转换
•采样:将一个时间上连续变化的模拟量转换为时间断续变化的 (离散的)模拟量 。采样保持:所谓保持就是将采样得到的模拟量 值保持下来 .
5.4.2 D/A转换
• D/A转换器是把一个二进制字数码转换成模 拟量。
• 转换过程：
– 解码：是将二进制数码转换成具有相应电压值 的脉冲，经保持后成为阶梯型的时域连续，幅 值离散的信号
– 低通滤波：去除阶梯信号中的高频成分，还原 出平滑的模拟信号。
例：假设转换器为 14位 ，输入电平范围为 5V 量化增量和误差分别为：
10 / 214 10 /16384 0.61mV
是输入信号的限值和A/D 转换器所能显示 的数字值之间的差值。
3）转换误差
和其他设备一样，A/D转换器的转换误差 可以用磁滞现象、线性度、灵敏度、零点 误差和重复性误差来描述。
5.4 模/数转换
• A/D转换：
– 传感器或其他调理电路输出的是时间连续的模拟电压 或电流。当采用数字式仪器或计算机处理和显示这些 信号时，需要先把模拟量转换为数字量，这个转换过 程称为模/数（A/D）转换。
– 模/数（A/D）转换器实现。
• D/A转换
– 在计算机控制系统和某些数字化测试系统中，需要将 数字量转换成模拟量去驱动执行元件或模拟式显示仪 表，这个转换过程称为数/模（D/A）转换。
1）量化增量与误差
•量化增量（分辨率）：一个能被A/D转换器分辨的电压
变化的最小增量。
U ref 2n
•量化误差范围：(/ 2, / 2)
•最大量化误差： / 2
•A/D 位数: n-bit： •工作电压范围:Uref,
A/D 转换器: 8-bit ，12-bit，14-bit，16-bit等.
•量化：把采样点的幅值在一组有限个离散电平中取其中之 一来近似取代信号的实际电平。 •编码：把已量化的模拟数值 (它一定是量化电平的整数倍)用 二进制数码、BCD码或其他码来表示。
5.4 .1 A/D转换
A/D转换过程
5.4 .1 A/D转换
A/D转换误差
–量化增量与误差 –饱和误差 –其他因素