AD转换器及其应用
AD转换器ADC0809
;每个通道采样24次 每个通道采样24次 每个通道采样24 ; 1→START: 启动转换 ;将0809某通道地址DX压入堆栈 某通道地址DX压入堆栈 将0809某通道地址DX ;8255PB口地址 8255PB口地址 8255PB ;读入PB0 检测EOC 读入PB0 检测EOC 读入PB0:检测 ; AL∧01H: EOC=PB0=1? ∧ ; EOC=PB0=0,循环等待 循环等待 数字量在PA ;PB0=1,ADC0809数字量在PA 口 ,ADC0809数字量在 PA口 ; PA口→ AL ;数字量存入内存 数字量存入内存 ; 恢复某通道地址 ; CX-1→CX, CX≠0:循环采样24次 CXCX≠0:循环采样24 ≠0:循环采样24次 ;取下一通道地址 取下一通道地址 ;修改大循环计数值 修改大循环计数值 ; BL≠0:循环采样取下一通道 BL≠0:循环采样取下一通道
二、8位A/D转换器ADC0809的工作原理 A/D转换器ADC0809的工作原理 转换器ADC0809
1、 ADC0809的内部组成 ADC0809的内部组成
⑴8路模拟开关及地址 锁存与译码电路—— 锁存与译码电路 选择8 选择8个模拟输入通道 信号之一完成A/D转换; A/D转换 信号之一完成A/D转换; ⑵8位A/D转换器(逐次 A/D转换器( 转换器 逼近型) 逼近型)——完成所选 完成所选 通道的模拟信号的A/D 通道的模拟信号的A/D 转换; 转换; 三态输出锁存缓冲— ⑶三态输出锁存缓冲 锁存A/D A/D转换后的数字 锁存A/D转换后的数字 结果; 结果; ⑷控制逻辑与时序— 控制逻辑与时序 控制芯片的工作并提供转换所需的时序。 控制芯片的工作并提供转换所需的时序。
主程序: 主程序: DATA1 SEGMENT ORG 2000H AREA DB 200 DUP(?) ( ) … DATA1 ENDS ;定义堆栈段 定义堆栈段 DB 50 DUP(?) ( ) … STACK1 ENDS ;定义数据段 定义数据段
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。
AD7705770616位ΣΔAD转换器原理及其应用
AD7705 7706 16位Σ ΔA D转换器原理及其应用AD7705/7706 16位Σ-ΔA/D转换器原理及其应用AD7705/7706是 AD公司新推出的16位Σ-ΔA/D转换器。
器件包括由缓冲器和增益可编程放大器(PGA)组成的前端模拟调节电路,Σ-Δ调制器,可编程数字滤波器等部件。
能直接将传感器测量到的多路微小信号进行A/D转换。
这两种器件还具有高分辨率、宽动态范围、自校准、优良的抗噪声性能以及低电压低功耗等特点,非常适合应用在仪表测量、工业控制等领域。
一.主要特点1. AD7705:两个全差分输入通道的ADC2. AD7706:三个准差分输入通道的ADC3. 16位无丢失代码4. %非线性5. 可编程增益:1、2、4、8、16、32、64、1286. 可编程输出数据更新率7. 可选择输入模拟缓冲器8. 自校准和系统校准9. 三线串行接口,QSPITM,MICROWIRETM和DSP兼容或5V工作电压电压时,最大功耗为1mW13. 等待模式下电源电流为8μA二.功能框图和引脚排列引脚排列如图1所示,功能框图见图2,,AD7706部分引脚(6,7,8,11)与图1 AD7705的引脚AD7705不同,已标注在图中括号内。
图 2 AD7705/7706功能框图三.应用说明AD7705/7706是完整的16位A/D转换器。
外接晶体振荡器、精密基准源和少量去耦电容,即可连续进行A/D转换。
下面对器件的几个重要部分和特性作简要说明。
1.增益可编程放大器和采样频率AD7705包括两个全差分模拟输入通道,AD7706包括三个准差分模拟输入通道。
片内的增益可编程放大器PGA可选择1、2、4、8、16、32、64、128八种增益之一,能将不同摆幅范围的各类输入信号放大到接近A/D转换器的满标度电压再进行A/D转换,这样有利于提高转换质量。
当电源电压为5V,基准电压为时,器件可直接接受从0~+20mV至0~+摆幅范围的单极性信号和从0~±20mV至0~±范围的双极性信号。
串行AD转换器MAX186及其应用
-41-●元器件卡片串行A/D转换器MAX186及其应用串行A/D转换器MAX186及其应用华中理工大学向欣1.概述MAX186是一个采用逐次逼近A/D转换技术的高速超低功耗模数转换器。
内部具有8通道多路转换器、宽带跟踪/保持电路和串行接口。
8路单端输入或4路差动输入可由软件设定,转换结果由串行接口输出。
分辨率为12位,采样速度达133k Hz,芯片可由单5V或双±5V电源供电。
其串行接口可与SP I TM、Q SP I TM、Wicrowire TM兼容。
可采用内部时钟或外部时钟完成A/D转换。
内部基准电压为4.096V,具有硬件关断和两种软件关断模式。
2.MAX186的内部结构和引脚说明MAX186的内部结构如图1所示,有20个引脚及D IP、SO、SSO P三种封装形式,引脚功能如下:引脚1~8:模拟输入。
引脚9:负电源电压,接-5V或A GND。
引脚10:关断输入信号端,SHDN=0时为全关断方式。
SHDN的另一个用途是设定参考/缓冲放大器的校正模式。
SHDN=1时;使参考/缓冲放大器处于内部校正模式;SHDN浮置时,使参考/缓冲放大器处于外部校正模式。
引脚11:模/数转换的基准电压输入端,也是参考/缓冲放大器的输出。
当采用外部基准电压源工作时,外部电源由此输入。
当采用外部校正模式时,该引脚和地之间应外接一个4.7μF的电容。
引脚12:参考/缓冲放大器的输入端。
不用时将R EFADJ端接到VDD。
引脚13:模拟地,在单端输入模式时做IN2输入端。
引脚14:数字地。
引脚15:串行数据输出,SCL K的下降沿使数据输出,CS为高电平时,DOU T为高阻态。
引脚16:串行选通输出。
在内部时钟模式情况下,MAX186开始A/D转换时,SSTRB变低;当转换完成时,SSTRB变高。
在外部时钟模式时,转换数据的最高位MSB输出之前,SSTRB出现一个时钟周期的高电平CS为高时,SSTRB呈高阻态。
电路中的AD转换与DA转换
电路中的AD转换与DA转换在当今信息时代,电子设备已经渗透到我们生活的方方面面。
而这些电子设备的运作离不开AD转换(模数转换)和DA转换(数模转换)这两个关键环节。
本文将介绍AD转换和DA转换的原理、应用以及相关技术发展。
一、AD转换AD转换是模拟信号转换为数字信号的过程。
在电子设备中,传感器等设备输出的信号多为模拟信号,需要通过AD转换将其转换成数字信号,才能由电子器件进行处理和存储。
AD转换器通常由采样器、量化器和编码器组成。
采样器的作用是将模拟信号在一定的时间间隔内取样,量化器将取样的模拟信号分成有限个离散值进行量化,编码器将量化后的离散值转换成二进制数字信号。
通过这一过程,AD转换器能够将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
AD转换器广泛应用于各个领域,如音频、视频、电力系统等。
在音频领域,AD转换器用于将声音等模拟信号转换为数字信号,实现录音、播放等功能。
在电力系统中,AD转换器用于电能计量、监测等方面。
二、DA转换DA转换是数字信号转换为模拟信号的过程。
数字信号由计算机或其他数字系统处理和存储,而大部分外围设备如音箱、显示器等则需要模拟信号进行驱动。
DA转换器通常由数字信号输入端和模拟输出端组成。
数字信号输入端接收来自计算机或其他数字系统的数字信号,将数字信号按照一定的波形进行放大、滤波等处理后,经过模拟输出端输出为模拟信号。
这样,数字系统生成的数字信号便可以控制外围设备的模拟输出。
DA转换器广泛应用于音频设备、显示设备等领域。
在音频设备中,DA转换器用于将计算机中存储的音频文件转换为模拟信号,通过音箱输出高质量的音乐。
在显示设备中,DA转换器则将计算机生成的数字图像信号转换为模拟信号,驱动显示器显示各种图像。
三、技术发展随着科技的不断进步,AD转换与DA转换技术也得到了快速的发展与创新。
目前,高速、高精度、低功耗、小型化是AD转换与DA转换技术的发展方向。
在AD转换技术方面,新型的Delta-Sigma调制技术、超大规模集成电路技术等被广泛应用,提高了AD转换器的精度和信噪比。
ad转换器的实验报告
ad转换器的实验报告AD转换器的实验报告一、引言AD转换器(Analog-to-Digital Converter)是一种电子设备,用于将模拟信号转换为数字信号。
在现代电子技术中,AD转换器被广泛应用于各种领域,如通信、控制系统、医疗设备等。
本实验旨在通过实际操作,了解AD转换器的工作原理和性能特点。
二、实验目的1. 了解AD转换器的基本原理;2. 掌握AD转换器的使用方法;3. 分析AD转换器的性能特点。
三、实验原理AD转换器的基本原理是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
其工作过程可以简单概括为以下几个步骤:1. 采样:从模拟信号中按照一定的时间间隔取样,得到一系列离散的采样点;2. 量化:将每个采样点的幅值转换为相应的数字值;3. 编码:将量化后的数字值转换为二进制编码。
四、实验装置和步骤1. 实验装置:AD转换器、信号发生器、示波器、计算机;2. 实验步骤:a) 连接信号发生器的输出端与AD转换器的输入端;b) 连接AD转换器的输出端与示波器的输入端;c) 设置信号发生器的频率和幅值,调节示波器的触发电平和时间基准;d) 打开AD转换器和示波器,开始采集数据;e) 将采集到的数据导入计算机,进行数据分析。
五、实验结果与分析通过实验,我们获得了一系列采样点的幅值和时间信息。
将这些数据导入计算机,我们可以进行进一步的分析和处理。
例如,我们可以绘制出信号的波形图,观察信号的周期性和幅值变化。
同时,我们可以计算出信号的平均值、最大值、最小值等统计量,以评估AD转换器的精度和稳定性。
六、实验误差与改进在实验过程中,可能会存在一些误差,影响实验结果的准确性。
例如,信号发生器的输出可能存在漂移,导致采样点的幅值偏离真实值。
此外,AD转换器本身的非线性特性也会引入误差。
为了减小误差,可以采取以下改进措施:1. 使用更精确的信号发生器,提高输出稳定性;2. 选择高精度的AD转换器,降低非线性误差;3. 增加采样点的数量,提高采样率。
什么是AD转换器及其在电子电路中的应用
什么是AD转换器及其在电子电路中的应用在电子电路中,AD转换器(Analog-to-Digital Converter)是一种电子设备,用于将模拟信号转换为对应的数字信号。
模拟信号是连续变化的信号,例如声音、光线强度等,而数字信号是离散的,由一系列二进制数字表示。
AD转换器的主要作用是将模拟信号转换为数字信号,以便于电子设备对其进行处理、存储和传输。
AD转换器在电子电路中具有广泛的应用。
下面将介绍一些常见的应用场景及其相关原理。
1. 传感器信号处理传感器是将物理量转换为电信号的装置,例如温度传感器、气压传感器等。
传感器通常输出的是模拟信号,而大多数的电子设备需要数字信号进行处理。
因此,在传感器信号处理中,AD转换器起到了至关重要的作用。
它可以将传感器输出的模拟信号转换为数字信号,并通过数字电路进行信号处理。
2. 数据采集系统在数据采集系统中,AD转换器用于将模拟信号转换为数字信号,以便于存储和处理。
例如,在工业自动化领域,AD转换器可以将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号,然后通过串行通信或存储设备传输给控制系统。
3. 音频处理音频信号的处理常常需要数字信号进行。
AD转换器可将音频信号转换为数字信号,以便于数字音频设备进行处理和存储。
例如,音频采集卡中的AD转换器将麦克风捕捉到的声音转换为数字信号,然后传输给计算机进行进一步处理,例如音频合成、降噪等。
4. 显示器的驱动电路在液晶显示器等数字显示设备中,AD转换器用于将输入信号转换为适合驱动电路的数字信号。
由于显示器通常需要显示分辨率较高的图像或视频,因此需要高精度的AD转换器来确保信号的准确度和稳定性。
5. 无线通信系统在无线通信系统中,AD转换器用于将模拟信号(例如音频信号)转换为数字信号,以便于传输。
数字化的信号可以通过调制和解调的方式进行传输,提高传输信号的可靠性和质量。
AD转换器在无线通信系统中起到了关键作用,使得通信信号的数字处理更为方便和高效。
AD8436转换器的原理及应用
AD8436转换器的原理及应用概述AD8436是一款高精度的精密运算放大器,适用于电力监测和仪表测量等领域。
本文将介绍AD8436转换器的原理以及其在实际应用中的一些常见用途。
一、AD8436转换器的原理AD8436转换器是一种高精度、低功耗的运算放大器。
它采用了集成的控制电路和增益调节电路,能够提供高增益和高精度的运算放大功能。
它的工作原理如下:1.差分输入:AD8436转换器具有两个差分输入端,分别为正输入端和负输入端。
这种差分输入的设计可以有效地抵消输入信号中的共模噪声,提高了系统的抗干扰能力。
2.输入放大:AD8436转换器将差分输入信号经过内部的放大电路进行放大,并通过增益调节电路可以调整放大倍数。
在放大过程中,它能够提供非常低的输入失调电流和输入偏置电流,保证了放大后信号的高稳定性和精度。
3.输出驱动:AD8436转换器在放大后,通过电流驱动输出信号,可以给其他外部电路提供足够的驱动能力。
其输出电流能够达到几百毫安,可以满足大多数应用的需求。
4.增益和精度调节:AD8436转换器还内置了增益和精度调节电路,可以通过外部控制电路对转换器的工作模式、增益和精度进行调整,提高了实际应用的灵活性和适应性。
二、AD8436转换器的应用AD8436转换器由于其高精度和低功耗的特性,在电力监测和仪表测量等领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:1. 电力监测系统AD8436转换器可以用于电力监测系统中的电流和电压测量。
它可以将电流和电压信号转换成对应的电压信号输出,方便进行后续的数字处理和数据分析。
同时,AD8436转换器还能够提供高精度和高稳定性的测量结果,保证了电力监测系统的准确性和可靠性。
2. 仪表测量设备AD8436转换器也适用于各种仪表测量设备中,如温度计、压力计、流量计等。
通过将传感器产生的模拟信号输入AD8436转换器进行放大和转换,可以得到精确的数字测量结果。
这对于各种工业和科学实验中的测量需要非常重要。
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,那么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存放器、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,并存储在数码缓冲存放器中;存放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:构造简单,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,所以不管开关如何转向,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转换器的基本原理和应用
AD转换器的基本原理和应用概述AD转换器(Analog-to-Digital Converter)是一种将连续的模拟信号转换为数字信号的设备。
它在现代电子领域中起着至关重要的作用,被广泛应用于各种领域,如通信、娱乐、医疗等。
本文将介绍AD转换器的基本原理、工作过程及其应用。
AD转换器的原理AD转换器的基本原理是将模拟输入信号转换为离散的数字输出信号。
它可以将连续的变化信号按照一定的采样率进行采样,并将采样得到的模拟数据转换为离散的数字数据。
AD转换器的工作过程AD转换器的工作过程可以分为三个主要阶段:采样、量化和编码。
采样采样是将模拟信号在时间上进行离散化的过程。
AD转换器按照一定的采样率对输入信号进行采样,将连续的模拟信号转换为一系列离散的样本点。
量化量化是将模拟信号的幅度离散化的过程。
AD转换器将采样得到的模拟样本点转换为一系列数字量化级别。
在量化的过程中,采样幅度将被近似为最接近的离散量化级别。
编码编码是将量化后的数字量化级别转换为二进制码的过程。
AD转换器将每个量化级别映射为相应的二进制码,以便后续数字信号处理和存储。
AD转换器的类型根据转换方式和结构,AD转换器可以分为以下几种类型:1.逐次逼近型(successive approximation type)AD转换器2.逐次逼近型并行输出(successive approximation parallel output)AD转换器3.闪存型(flash type)AD转换器4.摄动逼近法(ramp technique)AD转换器5.Δ−Σ型(delta-sigma type)AD转换器AD转换器的应用AD转换器在各个领域中得到了广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:•通信领域:AD转换器广泛应用于无线通信设备、调制解调器等。
它被用于将音频、视频和其他模拟信号转换为数字信号,以便进行传输和处理。
•娱乐领域:在音频和视频设备中,AD转换器被用于将模拟信号转换为数字信号,以提供更高质量的音频和视频体验。
AD转换器主要技术指标
AD转换器主要技术指标AD转换器(Analog-to-Digital Converter)是将模拟信号转换为数字信号的电子器件,广泛应用于各种领域,如通信、测量、工业控制等。
主要技术指标是指影响AD转换器性能和功能的重要参数和特性,下面详细介绍。
1. 分辨率(Resolution):指AD转换器数字输出的位数,也就是用来表示输入模拟信号的二进制位数。
常见的分辨率有8位、10位、12位、16位等,位数越高,分辨率越高,可以表示的信号细节越丰富,但同时也会增加功耗和成本。
2. 采样率(Sampling Rate):是指AD转换器每秒采集模拟信号的次数。
采样率与采样定理相关,根据奈奎斯特采样定理,采样频率应该高于信号频率的两倍。
通常采样率以每秒采样点数(Samples per Second,SPS)或赫兹(Hz)表示。
3. INL(Integral Nonlinearity):是指AD转换器输出码字与理想线性转换直线之间的差异。
INL描述了AD转换器的非线性误差,一般用最大偏差、最大偏差值和最大偏差百分比等来表示。
4. DNL(Differential Nonlinearity):是指AD转换器输出码字间的间隔和理想值之间的差异。
DNL描述了AD转换器的量化误差,一般用最大偏差、最大偏差值和最大偏差百分比等来表示。
5. 增益误差(Gain Error):是指AD转换器输出码字与输入信号的理想转换比之间的差异。
增益误差描述了AD转换器的放大精度,一般以百分比或最大偏差表示。
6. 位移误差(Offset Error):是指AD转换器输出码字与输入信号的理想转换位置之间的差异。
位移误差描述了AD转换器的偏移精度,一般以最大偏差或最大偏差百分比表示。
7. 信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR):是指AD转换器输出信号与转换器内部噪声之间的比值。
信噪比表示了AD转换器的动态范围和干扰抑制能力,一般以分贝(dB)表示。
ad转换器实验内容
ad转换器实验内容实验目的:本实验主要是为了让学生了解AD转换器的基本原理和操作方法,通过实验掌握AD转换器的使用技巧和应用范围,提高学生的实际动手能力和实验操作能力。
实验器材:1. AD转换器2. 电源3. 示波器4. 信号发生器5. 多用表实验原理:AD转换器是将模拟信号转换成数字信号的一种设备。
它是将模拟量信号按照一定规律进行采样,经过量化处理后,将其转换成数字信号输出。
在此过程中需要用到电压比较器、采样保持电路、计数器、数字显示等元件。
实验步骤:1. 连接电路:将AD转换器与电源、示波器、信号发生器以及多用表连接好。
2. 调节示波器:将示波器调节至合适的状态,以便观察信号变化。
3. 设置信号发生器:根据需要设置合适的频率和幅度。
4. 测量输出:通过多用表测量输出结果,并记录下来。
实验注意事项:1. 在操作过程中要注意安全问题,尤其是在使用高压电源时更要谨慎。
2. 操作前要检查设备是否正常,以确保实验的准确性和安全性。
3. 在调节示波器时,要注意避免过度调节,以免影响实验结果。
4. 在测量输出时,要注意多次测量并取平均值,以提高测量的准确性。
实验结果分析:通过本次实验可以得到AD转换器的输出结果,并通过多用表进行测量和记录。
在分析结果时需要考虑信号发生器的频率和幅度对输出结果的影响,以及AD转换器的精度和误差等因素。
实验结论:通过本次实验可以得到AD转换器的输出结果,并了解其基本原理和操作方法。
同时还可以掌握一些AD转换器的使用技巧和应用范围。
这对于学生提高实际动手能力和实验操作能力具有重要意义。
ad转换器的基本原理
ad转换器的基本原理ad转换器的基本原理什么是ad转换器?ad转换器(Analog-to-Digital Converter),简称ADC,是一种电子设备,用于将模拟信号转换为数字信号。
模拟信号是连续变化的,而数字信号则是离散的。
ad转换器在现代电子设备中扮演着非常重要的角色,如音频设备、计算机、通信设备等。
ad转换器的作用ad转换器的作用是将模拟信号转换为数字信号,使得我们可以对信号进行数字化处理。
数字信号可以方便地进行存储、传输和处理,因此ad转换器在现代电子技术中非常重要。
ad转换器的原理ad转换器的基本原理如下:1.采样(Sampling):ad转换器对模拟信号进行采样,即每隔一定时间间隔对信号进行取样。
采样需要保证采样频率足够高,以保证采样到的信号能够准确还原原始信号。
2.量化(Quantization):在采样的基础上,ad转换器对采样到的信号进行量化。
量化是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
量化过程中,ad转换器将信号的幅值划分为若干个级别,然后将每个采样值映射到最接近的级别。
3.编码(Encoding):经过量化的信号被编码为数字信号,以便于存储和处理。
ad转换器使用不同的编码方式,如二进制、十进制等,将量化后的信号转换为数字形式。
4.输出(Output):ad转换器最终输出的是一个数字序列,表示了原始模拟信号在不同时间点的幅值。
这个数字序列可以被传输、存储或直接用于数字信号处理。
ad转换器的应用ad转换器广泛应用于各种电子设备中,包括但不限于以下领域:•音频设备:ad转换器将声音信号转换为数字信号,使得我们可以使用数字音频处理软件对声音进行剪辑、混音等操作。
•通信设备:ad转换器将模拟语音信号转换为数字信号,并将其压缩、传输至目标设备,再由目标设备的da转换器将数字信号还原为模拟信号,使人们能够进行远程通讯。
•传感器网络:ad转换器将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号,实现对环境参数的监测和数据采集。
ADC原理及的应用
高精度Delta-Sigma A/D转换器的原理及其应用本次在线座谈主要介绍TI的高精度Delta-Sigma A/D转换器的原理及其应用,Delta-Sigma转换器的特点是将绝大多数的噪声从动态转移到阻态,通常Delta-Sigma转换器被用于对成本与精度有要求的低频场合。
本文首先将对TI的高精度Delta-Sigma A/D转换器进行综述性介绍,而后将介绍噪声的测量及芯片ADS1232等。
Delta-Sigma转换器综述Delta-Sigma转换器是采用超采样方法将模拟电压转换成数字量的1位转换器,它由1位ADC、1位DAC与一个积分器组成,见图1。
Delta-Sigma转换器优点表现在低成本与高分辨率,适合用于现在的低电压半导体工业的生产。
Delta-Sigma转换器组成Delta-Sigma转换器由差分放大器、积分器、比较器与1位的DAC组成,输入信号减去来自1位DAC的信号将结果作为积分器的输入,当系统得到稳定工作状态时,积分器的输出信号是全部误差电压之和,同时积分器可以看作是低通滤波器,对噪声有-6dB的抑制能力。
积分器的输出用1位ADC来转换,而后比较器将输出数字1和0的位流。
DAC将比较级的输出转换为数字波形,回馈给差分放大器。
Delta-Sigma转换器原理详述积分器将量化噪声伸展到整个频带宽度,从而使噪声成型,而滤波器可以过滤掉绝大多数的成型噪声。
有几个误差源会降低整个系统的效果,为了满足ADC的输入范围,很多信号要求一些放大电路和电平偏移电路,有时放大器在ADC的内部,有时使用外部放大器。
无论是哪一种情况,放大器电压、电压漂移、输入偏置电流或采样噪声将引入误差信号。
为了得到精确的ADC转换结果,放大器的误差应该通过调整来消除或减少。
积分器对输入低频或直流信号内置一个低通滤波器,从而极大地降低了通道内的噪声。
典型的半导体放大器的噪声分为两个部分,1/F噪声和对地噪声,Delta-Sigma ADC的主要应用是在低频场合,因此1/F噪声的影响占主要地位。
ad转换器的基本原理
ad转换器的基本原理AD转换器的基本原理一、引言AD转换器(Analog-to-Digital Converter)是将模拟信号转换为数字信号的一种设备或电路。
在现代电子技术中,AD转换器被广泛应用于各种领域,如通信、测量、控制、图像处理等。
本文将详细介绍AD转换器的基本原理。
二、AD转换器的作用在很多应用中,我们需要将模拟信号转换为数字信号进行处理和分析。
模拟信号是连续变化的,可以有无限个取值;而数字信号是离散的,只能取有限个值。
AD转换器的作用就是将模拟信号的连续变化转换为离散的数字信号,从而方便存储、处理和传输。
三、AD转换器的基本原理AD转换器的基本原理是将模拟信号按照一定的规则进行采样、量化和编码。
1. 采样(Sampling)模拟信号是连续变化的,为了进行转换,首先需要对其进行采样。
采样就是在一定的时间间隔内,对模拟信号进行离散采样,取样值表示该时间段内的模拟信号的近似值。
2. 量化(Quantization)采样得到的模拟信号值是连续的,为了将其转换为离散的数字信号,需要对其进行量化。
量化是指将连续的模拟信号值映射为离散的数字信号值。
在量化过程中,需要确定离散信号值的范围和步长。
范围决定了数字信号值的最大和最小值,步长决定了数字信号值之间的间隔。
3. 编码(Encoding)量化后的模拟信号值仍然是连续的,为了将其转换为离散的数字信号,还需要对其进行编码。
编码是指将量化后的模拟信号值表示为二进制形式的数字信号值。
常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。
四、AD转换器的类型AD转换器根据转换方式的不同可以分为逐次逼近型AD转换器、逐次逼近型型AD转换器和闪存型AD转换器等多种类型。
1. 逐次逼近型AD转换器逐次逼近型AD转换器是一种常见的AD转换器类型。
它通过逐次逼近的方式,根据比较结果决定下一次比较的范围,直到获得最终的数字信号值。
逐次逼近型AD转换器具有较高的精度和较低的功耗,广泛应用于各种领域。
16位ad转换器的分辨率和脉冲
16位ad转换器的分辨率和脉冲(原创实用版)目录1.16 位 AD 转换器的概念2.分辨率的含义和作用3.脉冲的概念和作用4.16 位 AD 转换器的分辨率和脉冲的关系5.16 位 AD 转换器的应用正文一、16 位 AD 转换器的概念AD 转换器,即模拟 - 数字转换器,是一种将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的设备。
在数字电路中,模拟信号的处理能力受到限制,因此需要将模拟信号转换为数字信号,以便于计算机进行处理。
16 位 AD 转换器就是其中一种,它可以将模拟信号转换为 16 位的数字信号。
二、分辨率的含义和作用分辨率是指 AD 转换器能够识别的最小模拟信号变化量。
在数字信号中,每一位都有一个对应的数值,这个数值表示模拟信号的某一段范围。
例如,16 位 AD 转换器的每一位可以表示 2 的 16 次方即 65536 种不同的值,因此其分辨率为 65536。
分辨率越高,表示 AD 转换器能够识别的模拟信号变化范围越小,转换的数字信号越精确。
三、脉冲的概念和作用脉冲是一种特殊的电信号,具有短时间内突然变化的特点。
在 AD 转换器中,脉冲用于将模拟信号转换为数字信号。
当模拟信号的电压超过一定的阈值时,AD 转换器会产生一个脉冲,将模拟信号的电压值转换为对应的数字信号。
脉冲的宽度和幅度决定了转换的数字信号的精度。
四、16 位 AD 转换器的分辨率和脉冲的关系16 位 AD 转换器的分辨率决定了其能够识别的最小模拟信号变化量,而这个变化量正是通过脉冲来实现的。
在 16 位 AD 转换器中,每个脉冲的宽度和幅度对应着模拟信号的一个最小变化范围,即分辨率。
因此,16 位 AD 转换器的分辨率越高,需要的脉冲数量越多,转换过程越复杂,相应的转换时间也越长。
五、16 位 AD 转换器的应用16 位 AD 转换器广泛应用于各种数字电路中,如音频处理、图像处理、传感器信号处理等。
例如,在音频处理中,16 位 AD 转换器可以将模拟音频信号转换为数字音频信号,以便于计算机进行处理和存储。
ADC--ADC0832及其应用
DAC0832一) D/A转换器DAC0832DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片直流输出型8位数/模转换器。
如图4-82所示,它由倒T型R-2R电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压VREF四大部分组成。
运算放大器输出的模拟量V0为:图4-82由上式可见,输出的模拟量与输入的数字量()成正比,这就实现了从数字量到模拟量的转换。
一个8位D/A转换器有8个输入端(其中每个输入端是8位二进制数的一位),有一个模拟输出端。
输入可有28=256个不同的二进制组态,输出为256个电压之一,即输出电压不是整个电压范围内任意值,而只能是256个可能值。
图4-83是DAC0832的逻辑框图和引脚排列。
图4-83D0~D7:数字信号输入端。
ILE:输入寄存器允许,高电平有效。
CS:片选信号,低电平有效。
WR1:写信号1,低电平有效。
XFER:传送控制信号,低电平有效。
WR2:写信号2,低电平有效。
IOUT1、IOUT2:DAC电流输出端。
Rfb:是集成在片内的外接运放的反馈电阻。
Vref:基准电压(-10~10V)。
Vcc:是源电压(+5~+15V)。
AGND:模拟地 NGND:数字地,可与AGND接在一起使用。
DAC0832输出的是电流,一般要求输出是电压,所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。
实验线路如图4-84所示。
图4-85IN0~IN7:8路模拟信号输入端。
A1、A2、A0 :地址输入端。
ALE地址锁存允许输入信号,在此脚施加正脉冲,上升沿有效,此时锁存地址码,从而选通相应的模拟信号通道,以便进行A/D转换。
START:启动信号输入端,应在此脚施加正脉冲,当上升沿到达时,内部逐次逼近寄存器复位,在下降沿到达后,开始A/D转换过程。
EOC:转换结束输出信号(转换接受标志),高电平有效。
OE:输入允许信号,高电平有效。
CLOCK(CP):时钟信号输入端,外接时钟频率一般为640kHz。
Vcc:+5V单电源供电。
D-A转换器
集成D/A转换器在实际电路中得到广泛应用,不 仅可作为微型计算机系统的接口电路实现数字量到模 拟量的转换,还可以利用输入输出之间的关系来构成 数字式可编程增益控制电路、脉冲波形产生电路、数 控电源等。
下面以DAC0832为例讨论下集成D/A转换器的应用。
(1)DAC0832的结构及工作模式。
(a)引脚图
(2)输入为1111时,相对应的为最大输出模拟电压:
(3)
3.集成D/A转换器及应用
集成D/A转换器品种很多,性能指标也各异。有的 只含有模拟开关和解码网络,如DAC0808、DAC0832、 AD7530、AD7533等,在使用时需要外接基准电源和 运放;有的则将基准电源和运放也集成到芯片内部, 如DAC1203、DAC1210等,这些都是并行输入方式。 另外,还有串行输入的集成DAC,如AD7543、 MAX515等,它们虽然工作速度相对较慢,但接口方 便,适用于远距离传输和数据线数目受限的场合。
4位倒T形电阻网络D/A转换器
将输入的数字量推广到n位,则得到输入输 出之间的一般表达式:
其中转换比例系数为
倒T形电阻网络D/A转换器特点:
• 电阻解码网络中只有R和2R两种阻值的电阻,便于
集成,精度较高。
• 无论模拟开关打在哪一边,流过2R支路的电流始终
存在而且不变,不需要电流建立时间;同时,电阻 网络呈倒T形排列,各支路电流直接流入运算放大 器的输入端,传输时间一致,因此,倒T形电阻网 络D/A转换器具有较高的转换速度。
权电阻网络D/A转换器
例1 一个8位D/A转换电路,在输入为00000001时, 输出电压为5mV,则输入数字量为00001001时,输 出电压有多大? 解:当输入为00000001时:
AD转换器原理分析
D4
000 100 0 0
D3
000 011 1 1
D2
D1
OD 0 V
000 001 1 1 000 000 1 1 000 000 0 1
9
8
7 .5 0 0 0 0
7
6 .2 5 0 0 6 .8 7 5 0 6 .5 6 2 5 6 .7 1 8 7 5
6 .8 3 5 9 3 7
6
5
5 .0 0 0 0
9 2 4 双积分式A/D转换器
1 双积分式A/D转换器的基本指导思想 对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分;将
输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔;然 后利用时钟脉冲和计数器测出此时间间隔;进而得 到相应的数字量输出 双积分式A/D转换器也称为电 压时间数字式积分器
1 电路组成
S2
+I A S1
000 1 111 001 1 111
0111 111 1111 111
100 101
110 111
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
•在并行A/D转换器中;输入电压I同时加到所有比较器的输入 端 如不考虑各器件的延迟;可认为三位数字量是与I输入时 刻同时获得的 所以它的转换时间最短
9 2 1 A/D转换的一般工作过程
时间上和量值上都连续 模拟信号
时间上和量值上都离散 数字信号
编
样取
码
保持 量化
时间上离散的信号
量值上也离散的信号
A/D转换器一般要包括取样; 保持;量化及编码4个过程
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
AD转换器及其应用一A/D转换器的基本原理定义:能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器,简称A/D转换器或ADC。
A/D转换器转化模拟量的四个步骤:采样、保持、量化、编码。
模拟电子开关S在采样脉冲CP S的控制下重复接通、断开的过程。
S接通时,ui(t)对C充电,为采样过程;S断开时,C上的电压保持不变,为保持过程。
在保持过程中,采样的模拟电压经数字化编码电路转换成一组n位的二进制数输出。
1取样定理将一个时间上连续变化的模拟量转换成时间上离散的模拟量称为采样。
取样定理:设取样脉冲s(t)的频率为f S,输入模拟信号x(t)的最高频率分量的频率为f max,必须满足f s ≥ 2f max y(t)才可以正确的反映输入信号(从而能不失真地恢复原模拟信号)。
通常取f s =(2.5~3)f max 。
由于A/D转换需要一定的时间,在每次采样以后,需要把采样电压保持一段时间。
s(t)有效期间,开关管VT导通,u I向C充电,u0(=u c)跟随u I的变化而变化;s(t)无效期间,开关管VT截止,u0(=u c)保持不变,直到下次采样。
(由于集成运放A具有很高的输入阻抗,在保持阶段,电容C上所存电荷不易泄放。
)2 量化和编码数字量最小单位所对应的最小量值叫做量化单位△。
将采样-保持电路的输出电压归化为量化单位△的整数倍的过程叫做量化。
用二进制代码来表示各个量化电平的过程,叫做编码。
一个n位二进制数只能表示2n个量化电平,量化过程中不可避免会产生误差,这种误差称为量化误差。
量化级分得越多(n越大),量化误差越小。
划分量化电平的两种方法(a)量化误差大;(b)量化误差小3 采样-保持电路t0时刻S闭合,C H被迅速充电,电路处于采样阶段。
由于两个放大器的增益都为1,因此这一阶段u o跟随ui变化,即u o=ui。
t1时刻采样阶段结束,S断开,电路处于保持阶段。
若A2的输入阻抗为无穷大,S为理想开关,则C H没有放电回路,两端保持充电时的最终电压值不变,从而保证电路输出端的电压u o维持不变。
二AD转换器的几个重要参数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。
A/D转换器的分辨率用输出二进制数的位数表示,位数越多,误差越小,转换精度越高。
例如,输入模拟电压的变化范围为0~5V,输出8位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V×82-=20mV;而输出12位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V×122-≈1.22mV。
2 转换速率(Conversion Rate)是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。
积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD,逐次比较型AD是微秒级属中速AD,全并行/串并行型AD可达到纳秒级。
采样时间则是另外一个概念,是指两次转换的间隔。
为了保证转换的正确完成,采样速率(Sample Rate)必须小于或等于转换速率。
因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。
常用单位是ksps和Msps,表示每秒采样千/百万次(kilo / Million Samples per Second)。
3量化误差(Quantizing Error)由于AD的有限分辩率而引起的误差,即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD(理想AD)的转移特性曲线(直线)之间的最大偏差。
通常是1个或半个最小数字量的模拟变化量,表示为1LSB、1/2LSB。
4 偏移误差(Offset Error)输入信号为零时输出信号不为零的值,可外接电位器调至最小。
5 满刻度误差(Full Scale Error)满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。
6 线性度(Linearity)实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移,不包括以上三种误差。
其他指标还有:绝对精度(Absolute Accuracy) ,相对精度(Relative Accuracy),微分非线性,单调性和无错码,总谐波失真(Total Harmonic Distotortion缩写THD)和积分非线性。
三AD转换器的几种类型1 逐次逼近型A/D转换器按照天平称重的思路,逐次比较型A/D转换器,就是将输入模拟信号与不同的参考电压做多次比较,使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量的对应值。
1.1 基本工作原理转换开始前先将所有寄存器清零。
开始转换以后,时钟脉冲首先将寄存器最高位置成1,使输出数字为100…0。
这个数码被D/A转换器转换成相应的模拟电压u o,送到比较器中与ui进行比较。
若ui>u o,说明数字过大了,故将最高位的1清除;若ui<u o,说明数字还不够大,应将这一位保留。
然后,再按同样的方式将次高位置成1,并且经过比较以后确定这个1是否应该保留。
这样逐位比较下去,一直到最低位为止。
比较完毕后,寄存器中的状态就是所要求的数字量输出。
1.2 3位逐次逼近型A/D转换器转换开始前,先使Q1=Q2=Q3=Q4=0,Q5=1,第一个CP到来后,Q1=1,Q2=Q3=Q4=Q5=0,于是FF A被置1,FF B和FF C被置0。
这时加到D/A转换器输入端的代码为100,并在D/A转换器的输出端得到相应的模拟电压输出u o。
u o 和ui在比较器中比较,当若ui<u o时,比较器输出u c=1;当ui≥u o时,u c=0。
第二个CP到来后,环形计数器右移一位,变成Q2=1,Q1=Q3=Q4=Q5=0,这时门G1打开,若原来u c=1,则FFA被置0,若原来u c=0,则FF A的1状态保留。
与此同时,Q2的高电平将FF B置1。
第三个CP 到来后,环形计数器又右移一位,一方面将FF C 置1,同时将门G2打开,并根据比较器的输出决定FF B 的1状态是否应该保留。
第四个CP 到来后,环形计数器Q 4=1,Q 1=Q 2=Q 3=Q 5=0,门G3打开,根据比较器的输出决定FF C 的1状态是否应该保留。
第五个CP 到来后,环形计数器Q 5=1,Q 1=Q 2=Q 3=Q 4=0,FF A 、FF B 、FF C 的状态作为转换结果,通过门G6、G7、G8送出。
2 双积分型A/D 转换器 1.1 电路组成它由积分器(由集成运放A 组成)、过零比较器(C )、时钟脉冲控制门(G )和定时器/计数器(FF 0~FF n )等几部分组成。
1.2 工作原理 (1)准备阶段首先控制电路使计数器清零,同时使开关S 2闭合,待积分电容放电完毕,再S 2使断开。
(2)第一次积分阶段 在转换过程开始时(t =0),开关S 1与v I 接通,正的输入电压v I 加到积分器的输入端。
积分器从0V 开始对v I 积分:⎰-=tI Odt v v 01τ由于v O <0V ,过零比较器输出端v C 为高电平,时钟控制门G 被打开。
于是,计数器在CP 作用下从0开始计数。
经过2n 个时钟脉冲后,触发器FF 0~FF n -1都翻转到0态,而Q n =1,开关S 1由A 点转到B 点,第一次积分结束。
第一次积分时间为:t =T 1=2n T C 在第一次积分结束时积分器的输出电压V P 为:I Cn I P V T V T V ττ21-=-=(3)第二次积分阶段当t =t 1时,S 1转接到-V REF 点,具有与v I 相反极性的基准电压-V REF 加到积分器的输入端;积分器开始向相反进行第二次积分;当t =t 2时,积分器输出电压v O >0V ,比较器输出v C =0,时钟脉冲控制门G 被关闭,计数停止。
在此阶段结束时v O 的表达式可写为0)(1)(212=--=⎰dt V V t v tt REF P O τ设T 2=t 2-t 1,于是有I Cn REF V T T V ττ22=设在此期间计数器所累计的时钟脉冲个数为λ,则T 2=λT CI REFCn V V T T 22=可见,T 2与V I 成正比,T 2就是双积分A/D 转换过程的中间变量。
I REFnC V V T T 22==λ 上式表明,在计数器中所计得的数λ(λ=Q n-1…Q 1Q 0),与在取样时间T 1内输入电压的平均值V I 成正比。
只要V I <V REF ,转换器就能将输入电压转换为数字量,并能从计数器读取转换结果。
如果取V REF =2n V ,则λ=V I ,计数器所计的数在数值上就等于被测电压。
在第二次积分阶段结束后,控制电路又使开关S 2闭合,电容C 放电,积分器回零。
电路再次进入准备阶段,等待下一次转换开始。
o o o oT T 12tt tt1T T 2v s1ov Gc v +v IREF V p v 12λt 1t v o t 2nQ (a)(b)(c)(d)(e)3 并联比较型A/D 转换器它由电压比较器、寄存器和代码转换器三部分组成。
用电阻链把参考电压V REF 分压,得到从REF V 151到REF V 1513之间7个比较电平,量化单位Δ=REF V 152。
然后,把这7个比较电平分别接到7个比较器C 1~C 7的输入端作为比较基准。
同时将将输入的模拟电压同时加到每个比较器的另一个输入端上,与这7个比较基准进行比较。
0≤u i <V REF /15时,7个比较器输出全为0,CP 到来后,7个触发器都置0。
经编码器编码后输出的二进制代码为d 2d 1d 0=000。
V REF /15≤u i <3V REF /15时,7个比较器中只有C1输出为1,CP 到来后,只有触发器FF 1置1,其余触发器仍为0。
经编码器编码后输出的二进制代码为d 2d 1d 0=001。
3V REF /15 ≤u i <5V REF /15时,比较器C1、C2输出为1,CP 到来后,触发器FF 1、FF 2置1。
经编码器编码后输出的二进制代码为d 2d 1d 0=010。
5V REF /15≤u i <7V REF /15时,比较器C1、 C2、 C3输出为1,CP 到来后,触发器FF 1、 FF 2、 FF 3置1。
经编码器编码后输出的二进制代码为d 2d 1d 0=011。
依此类推,可以列出ui 为不同等级时寄存器的状态及相应的输出二进制数。
输入模拟电压寄存器状态数字量输出(代码转换器输入)(代码转换器输出)Q Q Q Q Q Q Q 7654321D D D 210v I~15()15)(15~15)(15~15)(15~15)(15~15)(15~15)(15~15)(~11033557799111113131V REF V REF V REF V REF V REF V REF V REF V REF 00000011111111111110111001100110110111000100100000000100000001010011100101110111四 几款常用的ADC 介绍1 ADC0809ADC0809 8通道8位a/d 转换器,ADC0809是带有8位A/D 转换器、8路多 路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。