ADC电压钳位与转移
adc采集电压的原理
adc采集电压的原理ADC(Analog-to-Digital Converter)是模数转换器,它可以将模拟信号转换为数字信号,并且是数字系统中的重要组成部分。
下面我们来详细了解ADC采集电压的原理。
1.模拟信号与数字信号的区别:模拟信号是连续变化的信号,其值可以在一定范围内任意变化;而数字信号是离散的信号,其值只能代表一组离散的数值。
2.ADC工作原理的基本步骤:(1)采样:ADC首先对模拟信号进行采样。
采样是指周期性地测量和记录模拟信号的值,在一定的时间间隔内获取模拟信号的数值。
(2)量化:采样得到的连续模拟信号需要转换为离散的数字信号。
量化是指将采样得到的连续信号的数值映射到一个数字值上。
量化将连续的模拟信号分成一个个离散的量化区间,通过将模拟信号的数值近似地映射到相应的离散值上来实现。
ADC通过将输入的模拟信号映射到离散的数字量化级别,比如将模拟信号映射到二进制数来表示。
(3)编码:将量化得到的离散数值转换为相应的数字编码。
编码是将模拟信号最终表示为数字信号的过程。
编码一般使用的是二进制的方式,将量化得到的数值转换成对应的二进制码,用于表示这个数值。
(4)存储和处理:将编码后的数字信号进行存储和处理。
数字信号可以方便地进行存储、传输和处理。
3.采样频率:在ADC工作过程中,采样频率是一个非常重要的参数。
采样频率决定了数字信号中包含的有效信息的取样数量,它直接影响到转换信号的质量。
通常情况下,采样频率必须满足奈奎斯特采样定理,即采样频率至少是信号最高频率两倍。
过低的采样频率会导致信号失真或遗失重要的信号成分。
4.精度和分辨率:ADC的精度是用来衡量对于输入信号的原始特性的准确度。
精度可以通过ADC的分辨率来计算。
分辨率是ADC能够分辨的最小模拟量级别,它取决于ADC数值和模拟输入量级之间的关系。
比如,一个12位ADC具有2^12=4096个离散的量化级别,因此它的分辨率是Vref/4096,其中Vref是基准电压。
ADC入门基础知识
39
采样保持电路
采样保持电路
40
采样开关
41
三种机制产生误差 1、沟道电荷注入 2、时钟馈通 3、KT/C噪声
42
沟道电荷注入
43
时钟馈通
44
KT/C噪声
45
误差的消除
以上误差的存在,对于高速高精度 Pipeline ADC 来说是很 不利的,因此需要采取一定措施来减小。
2n
对输入信号进行采样,并把输入信号与相对应的参 考电压相比较,后将比较结果输入到优先编码的编 码电路进行编码,最终输出N位的二进制编码。
25
Flash A/D转换器结构图
全并行A/D转换器结构图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3bit FlashADC 的基本框架
26
Flash ADC优缺点
全并行结构的ADC实现一次转换只需要整个电路 比较一次,所以其转换速率非常快。
数字校正 运用算法逻辑等后台处理技 术来消除电路对温度及误差 匹配等方面所产生的影响
缺点
模拟校正 采用电容误差平均技术
需要一个额外的始终周期, 这样便降低了电路速度。
6
高转换速度
A/D转换电路的速度主要是受运放建立时间和比 较器响应速度的影响。因此必须优化单级电路的建 立特性,提高运放的增益可以保证系统精度的同时 确保运放的大宽带、提高运放的压摆率设计、压摆 区和线性建立区的合理分割等。目前国际上已经产 品化的 ADC 采样速率最高可以达到 2.2GSPs (Maxiam公司的 MAX109)
4
发展方向
在未来,模数转换芯片的主要发展方向是 1、高分辨率 2、高转换速度 3、低功耗 4、单电源低电压 5、单片化
ad0808电压信号转化
ADC0808是一款八位A/D转换器,可以将模拟信号转换成数字信号来计算机处理。
它可以将输入的模拟电压信号转换为相应的数字值,实现电压信号的转化。
ADC0808的工作原理是基于逐次逼近法的。
在逐次逼近法中,首先将输入电压与参考电压进行比较,然后根据比较结果来调整数字值,直到得到最终的数字值。
ADC0808内部包含一个多位比较器、一个数据暂存器、一个内部时钟、一个参考电压源和一个缓冲放大器等部件。
当ADC0808接收到模拟电压信号时,首先通过缓冲放大器将信号进行放大和缓冲,然后通过定时器进行时间分解,将模拟信号转换成位值。
接下来,通过放大器将位值变成比较电压,多位比较器比较这些比较电压与模拟信号之间的差值,并把结果存储在数据暂存器中。
最终,通过逐次逼近法得到转换后的数字值。
需要注意的是,ADC0808的转换精度和速度会受到多种因素的影响,如输入信号的幅度、频率、噪声等。
因此,在使用ADC0808进行电压信号转化时,需要根据实际情况进行选择和调整。
AD、DA数字电路分析(完整电子教案)
AD 、DA 数字电路分析(完整电子教案)10.1 DA 转换器由于数字电子技术的迅速发展,尤其是计算机在控制、检测以及许多其他领域中的广泛应用,用数字电路处理模拟信号的情况非常普遍。
这就需要将模拟量转换为数字量,这种转换称为模数转换,用AD 表示(Analog to Digital );而将数字信号变换为模拟信号叫做数模转换,用DA 表示(Digital to Analog )。
带有模数和数模转换电路的测控系统大致可用图10.2所示的框图表示。
传感器放大器功率放大器执行部件A/D 转换器D/A 转换器数 字电 路图10.2 一般测控系统框图图中模拟信号由传感器转换为电信号,经放大送入AD 转换器转换为数字量,由数字电路进行处理,再由DA 转换器还原为模拟量,去驱动执行部件。
图中将模拟量转换为数字量的装置称为AD 转换器,简写为ADC (Analog to Digital Converter );把实现数模转换的电路称为DA 转换器,简写为DAC (Digital to Analog Converter )。
为了保证数据处理结果的准确性,AD 转换器和DA 转换器必须有足够的转换精度。
同时,为了适应快速过程的控制和检测的需要,AD 转换器和DA 转换器还必须有足够快的转换速度。
因此,转换精度和转换速度乃是衡量AD 转换器和DA 转换器性能优劣的主要标志。
【项目任务】测试电路如下所示,调试电路,分析该电路功能。
U11VDAC8D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7OutputVref+Vref-VCC 5VVCC5VVCC 5V U174LS161D QA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2U274LS161DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2模拟输出波形U O图10.3数模转换电路(multisim)【信息单】DA 转换器是利用电阻网络和模拟开关,将多位二进制数D 转换为与之成比例的模拟量的一种转换电路,因此,输入应是一个n 位的二进制数,它可以按二进制数转换为十进制数的通式展开为:00112n 2n 1n 1n n 2222⨯+⨯++⨯+⨯=----d d d d D而输出应当是与输入的数字量成比例的模拟量AA =KD n =K (00112n 2n 1n 1n 2222⨯+⨯++⨯+⨯----d d d d )式中的K 为转换系数。
ADC基本原理...
ADC基本原理...目录ADC(模数转化)简介STM32F10x ADC特点ADC与引脚对应关系ADC框图(部分)STM32通道组单次转换模式连续转换模式扫描模式ADC中断ADC用到的部分寄存器ADC(模数转化)简介Analog-to-Digital Converter的缩写。
指模/数转换器或者模拟/数字转换器。
是指将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。
典型的模拟数字转换器将模拟信号转换为表示一定比例电压值的数字信号。
STM32F10x ADC特点12位逐次逼近型的模拟数字转换器。
最多带3个ADC控制器通过模拟开关每个控制器可以连接到多个通道最多支持18个通道,可最多测量16个外部和2个内部信号源。
支持单次和连续转换模式转换结束,注入转换结束,和发生模拟看门狗事件时产生中断。
通道0到通道n的自动扫描模式自动校准采样间隔可以按通道编程规则通道和注入通道均有外部触发选项转换结果支持左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器ADC转换时间:最大转换速率1us。
(最大转换速度为1MHz,在ADCCLK=14M,采样周期为1.5个ADC时钟下得到。
)ADC供电要求:2.4V-3.6VADC输入范围:VREF<=Vin <= VREr+ADC与引脚对应关系ADC框图(部分)进入ADC通道→进入注入通道或规则通道STM32通道组①规则通道组:相当正常运行的程序。
最多16个通道。
规则通道和它的转换顺序在ADC_SQRx寄存器中选择,规则组转换的总数应写入ADC_SQR1寄存器的L[3:0]中②注入通道组:相当于中断。
最多4个通道。
注入组和它的转换顺序在ADC_JSQR寄存器中选择。
注入组里转化的总数应写入ADC_JSQR寄存器的L[1:0]中。
单次转换模式单次转换模式下,ADC只执行一次转换。
该模式既可通过设置ADC_CR2寄存器的ADON位(只适用于规则通道)启动也可通过外部触发启动(适用于规则通道或注入通道),这时CONT位为0。
adc电流采样计算公式
adc电流采样计算公式ADC电流采样计算公式1. 什么是ADC电流采样?ADC(模数转换器)是一种电子设备,用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
在电路设计中,ADC电流采样是指通过将电流信号转换为等效的电压信号,并通过ADC进行采样和转换。
2. ADC采样计算公式电流到电压的转换公式根据欧姆定律,电压与电流之间的关系可以用以下公式表示:V = I * R式中,V表示电压,I表示电流,R表示电阻。
ADC电压到数字值的转换公式ADC将输入的电压转换为数字值时,会采用一定的数学公式。
最常见的是线性转换公式:DigitalValue = (V / Vref) * (2^N - 1)式中,DigitalValue表示数字值,V表示电压,Vref表示参考电压,N表示ADC的位数(比特数)。
3. 举例说明电流采样电路假设我们有一个电流采样电路,使用一个10 ohm的电阻,用于将电流转换为电压信号。
电流转换公式的应用假设我们测量到的电流为100 mA(毫安),根据电流到电压的转换公式,可以得到:V = I * R = A * 10 ohm = 1 VADC转换公式的应用假设我们的ADC参考电压为5 V,位数为12位。
根据ADC电压到数字值的转换公式,可以得到:DigitalValue = (V / Vref) * (2^N - 1) = (1 V / 5 V) * (2^12 - 1) ≈ 819因此,我们测量到的电流对应的数字值为约819。
4. 总结ADC电流采样是一种常用的电路设计中的技术,可将电流信号转换为数字值进行处理。
通过电流到电压的转换和ADC电压到数字值的转换公式,我们可以计算出测量到的电流所对应的数字值。
5. 注意事项在进行ADC电流采样计算时,需要注意以下事项:1.选择合适的电阻:电阻的选择应根据被测电流的范围和ADC的输入范围来确定,以确保测量的准确性和适用性。
2.参考电压的准确性:ADC的参考电压应具有较高的准确性和稳定性,以确保最终的数字值也具有高精度。
ADC原理及应用指导
3 精度是指输入端加有最大数值量时,DAC 的实际输出值和理论计算值之差,它 主要包括非线性误差、比例系统误差、失调误差。
4 线性度在理想情况下,DAC 的数字输入量作等量增加时,其模拟输出电压也应 作等量增加,但是实际输出往往有偏离。
ADC/DAC 设计经典问答
来源:美国国家半导体公司 1. 什么是小信号带宽(SSBW)? 小信号带宽(Small Signal Bandwidth (SSBW))是指在指定的幅值输入信号及特定的 频率下,它的输出幅值比低频时的输出幅值下降指定值时,该特定频率为小信号带宽。 2. 什么是共模电压(VCM)? 共模电压(Common Mode Voltage (VCM ))是差动输入的两个引脚上相同的直流输 入电压。 3. 什么是 MSB(最高有效位)? MSB(最高有效位(Most Significant Bit)),是具有最大的值或权重的位。它的值是 满量程的一半。 4. 什么是采样(孔径)延时? 采样(孔径)延时(Sampling (Aperture) Delay)是时钟输入的后边缘到采样开关打开 所需的时间。采样/保持电路有效地停止输入信号捕获,并进入“保持”模式,确定时钟延时 后的采样。 5. 什么是满量程(FS)输入范围? 满量程输入范围(Full Scale Input Range),是指模数转换器上数字化的输入电压的输 入范围,既不低于这个范围也不超过这个范围。 比如 V REF + = 3.5V 和 VREF - = 1.5V, FS = (VREF + )-(VREF - ) = 2.0V。 6. 什么是时钟占空比? 时钟占空比(Clock Duty Cycle)是时钟波形高电平时间和一个时钟周期总时间的比值。
如何正确使用模拟与数字转换器(ADC)
如何正确使用模拟与数字转换器(ADC)模拟与数字转换器(ADC)是现代电子设备中常见的关键技术之一。
它能够将连续的模拟信号转换为离散的数字信号,并且在各种领域中都有广泛的应用。
本文将介绍如何正确地使用ADC,包括其原理、应用和使用方法。
一、ADC的原理和工作方式ADC是一种将模拟信号转换为数字信号的电子器件。
它通常由一个采样和保持电路和一个模数转换器组成。
首先,采样和保持电路将模拟信号进行采样和保持,然后将采样后的信号传输给模数转换器进行数字转换。
模数转换器将连续的模拟信号转换为离散的数字信号,其中包括一个时钟信号和一个比较器来完成转换的过程。
二、ADC的应用领域ADC广泛应用于各个领域,包括通信、音频处理、医疗设备、工业自动化等。
在通信领域,ADC用于将模拟的声音信号转换为数字信号,以便进行数字信号处理和传输。
在音频处理领域,ADC用于将模拟音频信号转换为数字音频信号,以便进行数字音频处理和存储。
在医疗设备领域,ADC用于将生理信号(如心电信号、血氧信号等)转换为数字信号,以便进行医学数据分析和诊断。
在工业自动化领域,ADC用于将模拟传感器信号转换为数字信号,以便进行工业过程监控和控制。
三、使用ADC的注意事项1. 选择合适的ADC型号:根据实际需求选择合适的ADC型号,包括输入范围、分辨率、采样率等参数。
不同的应用场景可能需要不同的ADC性能要求,因此在选择ADC时要根据实际需求进行评估和比较。
2. 确保模拟信号质量:ADC的准确性和性能受到模拟信号质量的影响,因此在使用ADC之前,需要对模拟信号进行滤波、放大和抗干扰处理,以提高模拟信号的质量。
3. 时序和时钟同步:ADC的工作需要一个时钟信号来同步采样和转换过程。
在实际使用中,需要确保ADC的时钟信号与其他模块的时钟信号同步,以避免时序和时钟同步问题导致的误差。
4. 数据处理和校准:ADC输出的数字信号可能存在非线性和偏移等问题,因此在使用ADC的过程中,需要进行数据处理和校准,以提高准确性和稳定性。
运算放大器输入过压保护:钳位与集成
运算放大器输入过压保护:钳位与集成Daniel Burton【期刊名称】《今日电子》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】3页(P47-48,51)【作者】Daniel Burton【作者单位】ADI公司【正文语种】中文高精度运算放大器可让系统设计人员能在调理信号(放大、滤波和缓冲)的同时保持原始信号的精度。
当信息包含在变动极小的信号中时,信号路径上的运算放大器在工作时具有极低的直流和交流误差性能就显得极为必要。
总系统精度取决于信号路径的精度保持程度。
在某些应用中,可能出现电源电压以外的电压驱动运算放大器输入的情况——这种情况称为过压情况。
例如,假设运算放大器配置为+15V正电源和-15V负电源,则无论何时,只要输入引脚电压大于一个二极管压降+供电轨电压(例如±15.7V),则运算放大器内部ESD保护二极管就可以正向偏置,开始传导电流。
长时间(甚至短时间内)的过量输入电流——如果电流足够高——便可能会损坏运算放大器。
这种损坏可能会导致电气规格参数偏离数据手册所保证的限值,甚至导致运算放大器永久性损坏。
面对这种可能性,系统设计人员通常会在放大器输入端添加一个过压保护(OVP)电路。
因此,难就难在引入OVP电路的同时不增加误差(损失系统精度)。
很多不同的情况可能引起过压条件。
考虑一个远程传感器位于现场的系统—例如炼油厂内的液体流动,并将信号通过电缆发送至另一个物理地点的数据采集电子设备。
数据采集电子信号路径的第一级通常是配置为缓冲器或增益放大器的运算放大器。
该运算放大器的输入暴露在外界环境下,因而可能受过压事件的影响——例如电缆损坏导致的短路,或者电缆与数据采集电子设备的错误连接。
类似地,可能导致过压条件的情形是:输入信号(通常在放大器输入电压范围内)突然接收到外部激励,导致瞬态尖峰超过运算放大器的电源电压。
可能导致输入过压条件的第三种情况来自运算放大器和信号路径上其他元件的上电时序。
adc转换基本原理(1)
adc转换基本原理
ADC(Analog-to-Digital Converter)转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的设备。
它的基本原理包括以下步骤:
1. 采样:ADC转换器通过模拟输入电路(如电容、电阻等)将模拟信号转换为离散的模拟电压样本,这些样本被称为采样。
采样速率是衡量ADC转换器性能的重要指标之一,通常用每秒采样数(sps)来衡量。
2. 量化:采样后的模拟电压样本需要被转化为数字形式。
在这个过程中,ADC 转换器使用了一个称为量化器的电路,将每个采样样本分配到一个最接近的数字表示。
量化过程中会产生误差,这是ADC转换器固有的局限性之一。
3. 编码:一旦ADC转换器将采样样本量化为数字形式,它需要将这些数字表示为二进制数。
在这个步骤中,ADC转换器将数字转换为一系列0和1的序列,这些序列被称为编码。
编码方式可以是二进制码、BCD码等。
4. 输出:最后,ADC转换器将编码后的数字输出到外部设备或系统中。
输出格式可以是并行或串行数据,这取决于ADC转换器的类型和设计。
总之,ADC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。
这个过程需要采样、量化、编码和输出等步骤。
不同的ADC转换器类型和设计有不同的实现方法,但这个基本原理是相同的。
AD转换,ADC的原理及分类
AD转换,ADC的原理及分类招个电子工程师招个电子工程师:一个只专注电子工程师精准招聘的服务!精准、快速、高效、低成本、这是‘招个电子工程师’服务的精髓!如果您的技术团队需要扩军,那么,热烈欢迎各大中小企业的HR 和招聘负责人与我们联系!具体合作详情请咨询管理员微信:1051197468在仪器仪表系统中,常常需要将检测到的连续变化的模拟量如:温度、压力、流量、速度、光强等转变成离散的数字量,才能输入到计算机中进行处理。
这些模拟量经过传感器转变成电信号(一般为电压信号),经过放大器放大后,就需要经过一定的处理变成数字量。
实现模拟量到数字量转变的设备通常称为模数转换器(ADC),简称A/D。
通常情况下,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。
取样和保持取样是将随时间连续变化的模拟量转换为时间离散的模拟量。
取样过程示意图如图11.8.1所示。
图(a)为取样电路结构,其中,传输门受取样信号S(t)控制,在S(t)的脉宽τ期间,传输门导通,输出信号vO(t)为输入信号v1,而在(Ts-τ)期间,传输门关闭,输出信号vO(t)=0。
电路中各信号波形如图(b)所示。
通过分析可以看到,取样信号S(t)的频率愈高,所取得信号经低通滤波器后愈能真实地复现输入信号。
但带来的问题是数据量增大,为保证有合适的取样频率,它必须满足取样定理。
取样定理:设取样信号S(t)的频率为fs,输入模拟信号v1(t)的最高频率分量的频率为fimax,则fs与fimax必须满足下面的关系fs≥2fimax,工程上一般取fs>(3~5)fimax。
将取样电路每次取得的模拟信号转换为数字信号都需要一定时间,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输出波形如图11.8.2所示。
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。
adc电路的工作原理
adc电路的工作原理模数转换器,即Analog-to-Digital Converter,简称ADC,是将连续模数转换器,即Analog-to-Digital Converter,简称ADC,是将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。
ADC电路的工作原理是一个间接转换过程,首先将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔,再把时间间隔转换成数字量。
ADC的基本转换原理分为四个过程:抗混叠滤波(Anti-aliasing),采样保持电路(Sample and hold),量化(Quantizer)和编码(Encoding)。
①抗混叠滤波:这是为了防止在采样过程中发生混叠现象而设置的低通滤波器。
因为采样频率必须大于等于被采样信号中最高频率的两倍,所以这个滤波器可以防止高频分量通过采样电路进入ADC,从而避免混叠现象的发生。
②采样保持电路:采样保持电路是在ADC转换过程中保持输入信号不变。
由于ADC需要一定的时间来完成转换,如果输入信号在这个过程中发生变化,那么转换结果就会出现误差。
因此,采样保持电路可以在ADC转换过程中保持输入信号不变,从而确保转换结果的准确性。
③量化:量化是将采样得到的信号值转换为二进制数的过程。
这个过程是通过比较器和计数器来实现的。
比较器的一端接输入信号,另一端接阶梯状的参考电压。
当输入信号达到某一参考电压时,比较器的输出就会发生变化,从而触发计数器开始计数。
计数器的计数结果就是对应的二进制数。
④编码:编码是将量化后得到的二进制数转换为对应的数字信号。
这个过程通常是通过查表或者计算来实现的。
以上就是ADC电路的工作原理。
总的来说,ADC电路通过一系列的步骤将模拟信号转换为数字信号,以便于后续的数字信号处理。
ADC原理及应用
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A DC、1位DA C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DA C组成,输入信号减去来自1位DA C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。
DA C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A DC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A DC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。
esd 电压选择 标准
esd 电压选择标准esd(静电放电)是一种常见的电磁干扰现象,它会对电子设备造成损坏或故障。
因此,设计电子设备时,需要考虑如何选择合适的 esd 保护器件,以提高设备的抗干扰能力。
esd 保护器件的选择主要取决于以下几个因素:工作电压:esd 保护器件的截止电压应大于被保护电路的最大工作电压,否则会影响被保护电路的正常工作。
如工作电压为 5V 的线路,应选择截止电压等于或者大于 5V 的 esd 保护器件。
信号类型:根据信号类型决定使用单向或者双向 esd 保护器件。
单向 esd 保护器件只能保护单向信号,如电源线、地线等;双向 esd 保护器件可以保护双向信号,如数据线、音频线等。
信号速率:根据信号速率决定该接口能承受的最大寄生电容。
esd 保护器件的结电容应尽量的小,以避免影响通信质量。
在一些高速数据线路,如 USB3.0、USB3.1、HDMI、IEEE1394 等接口,esd 的结电容应不大于 1pF。
钳位电压:根据电路系统的最大承受电压冲击,选择适合的钳位电压。
钳位电压是 esd 保护器件在遭受静电放电时,将电压限制在一个安全范围内的能力。
钳位电压越低,对被保护电路的保护效果越好,但也会增加 esd 保护器件的功耗和发热。
抗干扰等级:确保 esd 保护器件可达到或超过 IEC 61000-4-2 level4 的标准。
IEC 61000-4-2 是一种针对电子设备的整机系统级的 esd 试验标准,它模拟了真实世界的 esd 应力环境,用于评估电子设备的抗干扰性能。
level4 是最高的试验等级,要求 esd 保护器件能够承受 8kV 的接触放电和 15kV 的空气放电。
ADC原理
计数器、锁存器、基准电压源、时钟信号源和逻辑控制电
路等部分组成
模拟输入
C
uI
CP
S -UREF
R
-
+
A1
uO1
-
+
A2
uO2
&
清零
积分器 检零比较器
开关控制
控制 电路
CP Reset
计数器
C
EN 锁存器
D7D6D5D4D3D2D1D0
(2)工作过程:
首先,将计数器清零,电容C放电,积分器的输出uO1为0。 假定输入电压uI为正,并持续一小段时间不变。转换过 程分两次积分完成 第一次积分:
所谓量化,就是把采样电压转换为以某个最小单位电压 △ 的整数倍的过程。分成的等级称为量化级 ,A 称为量 化单位。所谓编码 , 就是用二进制代码来表示量化后的 量化电平。
采样后得到的采样值不可能刚好是某个量化基准值 , 总 会有一定的误差 , 这个误差称为量化误差。显然 , 量化 级越细 , 量化误差就越小 , 但是 , 所用的二进制代码 的位数就越多 , 电路也将越 复杂。量化方法除了上面所 述方法外 , 还有舍尾取整法 , 这里不再赘述。
常见A/D 转换器
1、并联比较型A/D转换器
并联比较型A/D转换器的电路如图。它由电 阻分压器、电压比较器及编码电路组成,输 出的各位数码是一次形成的,它是转换速度 最快的一种A/D转换器。
模拟输入 R
uI 7 8 UREF
R 6 8 UREF
R
5 8
UREF
R
4 8
UREF
R
3 8
UREF
R 2 UREF 8
(1)采样和保持:
adc检测电压 端口二极管钳位保护电路之总结
adc检测电压端口二极管钳位保护电路之总结1. 引言1.1 概述ADC(Analog-to-Digital Converter)是一种用于将模拟信号转换为数字信号的电子设备,广泛应用于各个领域的测量、检测和控制系统中。
在使用ADC进行电压检测时,需要考虑保护电路的设计,以防止输入端过高或过低的电压损坏设备或引起误读。
本篇长文将重点讨论ADC检测电压端口二极管钳位保护电路的设计原理和要点。
通过正确设计并实现端口二极管钳位保护电路,可以有效保护ADC输入端不受过高或过低的输入电压影响,延长系统寿命并提高系统稳定性。
1.2 文章结构本文分为四个主要部分。
首先我们会介绍ADC检测电压的意义,包括定义、应用领域和重要性。
接下来,我们将详细讨论端口二极管钳位保护电路的原理,并介绍其作用、基本原理和实现方法。
然后,我们会探讨设计端口二极管钳位保护电路时需要注意的要点,包括选择合适的二极管类型和参数、优化布局和连接方式以减少噪声干扰,以及设置适当的限流元件并考虑功耗和发热问题。
最后,我们将给出结论和展望,总结端口二极管钳位保护电路的有效保护作用,并展望未来进一步改进设计方法和探索新型的端口保护器件。
1.3 目的本文的目的是通过对ADC检测电压端口二极管钳位保护电路原理和设计要点的详细讨论,使读者能够了解该保护电路的工作原理和实现方式,并能正确设计并应用于实际系统中。
通过合理选择二极管类型和参数、优化布局和连接方式、设置适当的限流元件以及考虑功耗和发热问题,可以确保ADC输入端在面对过高或过低电压时始终处于安全范围内,并增强整个系统的可靠性和稳定性。
2. adc检测电压的意义:2.1 adc检测电压的定义:adc(模数转换器)是一种电子设备,用于将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
它通过采样和量化过程,将连续变化的电压信号转换为二进制数字,并提供给数字系统进行进一步处理和分析。
2.2 adc检测电压的应用领域:adc检测电压在很多领域都具有重要作用。
《ADC工作原理》课件
闸流型
闸流型ADC通过控制开关, 将输入信号的电荷注入或 排出电容上,并通过对比 器进行比较,最终得到数 字输出。
并行型
并行型ADC将输入信号拆分 为多个较低精度的子信号, 每个子信号通过独立的ADC 通道进行转换,并在最后 合并为一个数字输出。
ADC的工作过程
1
量化
2
采样的模拟信号通过量化器,被
《ADC工作原理》PPT课件
ADC的定义和作用
1 定义
模数转换器(ADC)是一种电子设备,用于将模拟信号转换为数字形式,以便于数字系统 的处理和分析。
2 作用
ADC广泛应用于各种领域,包括通信、音频、图像处理、医疗仪器和工业自动化等,在数 字系统中起到重要作用。
ADC的基本原理
1 采样
ADC通过等间距采样 的方式,将连续的模 拟信号转换为离散的 样本。
转换为一系列离散的数字级别。
3
采样
ADC按照一定的时间间隔连续采样 模拟信号。
编码
经过量化的数字级别被编码器转 换为二进制形式,作为数字输出。
ADC的应用领域
通信
ADC用于数字通信设备中的信号采集和处 理,包括无线通信、卫星通信等。
音频
ADC用于音频设备中的模拟信号转换,如 音频录制、音频处理等。
图像处理
ADC在数字摄像机、图像传感器等设备中, 将光信号转换为数字图像。
医疗仪器
ADC在医疗设备中的信号检测和数据处理 中起到关键作用,如心电图仪、血压计等。
ADC的发展趋势
1 高速
随着数字系统的发展,需要更高速的ADC以满足实时性要求。
2 高分辨率
随着科技进步,人们对于更高分辨率的数字信号处理需求越来越多。
ADC转换电路原理
CP3↓ 0 1 1 1 0 1 6.5V CP4↓ 1 0 1 1 0 1 6.5V
VI
+ -
+
F
1
G
01 A QA R J
SK
D/A01R
J
QB B
SK
V 'R
转 01R
换 器
QC C
J
SK
VR' VI时,F 1
VR' VI时,F 0。
DQ
D0
DQ
D1
DQ
D2
1R
DQ
D3
J
QD D
VREF
VI
+ -
+
F
1
G
电路组成:
CP0
⒈D/A转换器
CP1
★组较数器根值 与据不采Q同样D~的保Q参持A不考电同电压的CCC压VPPP输I423V进入‘R行,数比并码较送产。入生比一
A QA R J SK
D/A R
J
⒉比较器 VR' VI时,F 0 F J
QB B
SK
VR' VI 时,F 1 F K V 'R 转 R
1 210
1 1024
0.1
%
把输入信号分为1024层,输入信号分层越多,量化误 差越小。
即,数字量位数越多,量化等级越细。
最大量化 误差为Vq
最大量化误差 为±Vq/2
输入
0≤VI<Vq Vq≤VI<2Vq 2Vq≤VI<3Vq 3Vq≤VI<4Vq 4Vq≤VI<5Vq 5Vq≤VI<6Vq 6Vq≤VI<7Vq 7Vq≤VI<8Vq
adc的使用流程包括
ADC的使用流程包括1. 什么是ADCADC全称为Analog-to-Digital Converter,即模数转换器。
它是一种电子设备,将模拟信号转换成数字信号,常用于收集和处理模拟信号。
ADC在各种领域中广泛使用,例如物理实验、工程设计、传感器数据采集等。
2. ADC的工作原理ADC的工作原理是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
首先,模拟信号经过采样器进行采样,即按照一定的时间间隔对信号进行抽取。
然后,采样的模拟信号经过量化器进行量化处理,将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
最后,经过编码器将数字信号转换为用二进制表示的数字量。
3. ADC的使用流程使用ADC进行模拟信号转换的流程通常包括以下几个步骤:3.1 硬件连接首先,将模拟信号源连接到ADC的输入端。
这可以通过连接传感器或放大器等模拟设备来实现。
然后,将ADC的输出端连接到处理器或存储设备,以便进行进一步的信号处理。
3.2 初始化配置在使用ADC之前,需要对其进行初始化配置。
这包括设置采样率(即采样频率)、位深度(即每个样本的比特数)以及参考电压等参数。
根据具体的应用需求和硬件要求,可以调整这些参数以获得最佳的转换效果。
3.3 数据采集配置好ADC之后,可以开始进行数据采集。
通过启动ADC的采样模块,可以开始连续地采集模拟信号并转换为数字信号。
采集到的数据会被存储在ADC的缓冲区中。
3.4 数据处理采集到的数据可以被进一步处理,以满足特定的应用需求。
比如,可以进行滤波、峰值检测、频谱分析等操作。
这些处理操作可以借助处理器或者专门的信号处理器完成。
3.5 数据输出处理完采集到的数据后,可以将结果输出到显示设备、存储设备或其他输出设备上。
这样,用户可以直观地了解到信号的特征,并进一步进行数据分析和应用。
4. 总结ADC的使用流程包括了硬件连接、初始化配置、数据采集、数据处理和数据输出等几个关键步骤。
通过合理的配置和操作,可以将模拟信号转换为数字信号,并对其进行进一步的处理和应用。
- 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)。
Simple analog circuit provides voltage clipping and dc shifting for flash ADC
A dual-current-feedback-op-amp circuit performs voltage limiting and dc shifting for a sensitive flash ADC.
Alfredo del Rio, University of Vigo, Spain; Edited By Charles H Small and Fran Granville -- EDN, 4/3/2008
Many flash ADCs, such as National Semiconductor's ADC1175, have a recommended operating input-voltage range of 0.6 to 2.6V (Reference 1). However, in some applications, you must convert a symmetrical analog-input signal. The circuit in this Design Idea converts a symmetrical input-voltage range of −0.2 to +0.2V into the recommended 0.6 to 2.6V range (Figure 1). The circuit also prevents the output voltage from going below −0.3V, which would probably damage the ADC.
The circuit uses an Analog Devices AD8002 dual-current-feedback operational amplifier to obtain a high bandwidth (Reference 2). The first block, noninverting amplifier IC1A has a voltage gain of five. This block also provides high input impedance and low output impedance, so that the second block, IC1B, operates properly. The second block does most of the work. Starting from a basic inverting amplifier comprising IC1B, R4, and R5, you obtain the clipping effect by adding R3 and D1. R3, D1, R4, and R5 determine the clipping level. In addition, adding the I DC current dc-shifts the output voltage. You can trim adjustable potentiometer resistor P1 to obtain the desired output voltage shift—that is, 1.6V.
If diode D1's current is negligible, the output voltage, V O, is
−(1+R2/R1)×(R5/(R3+R4))×V I+V CC×R5/(R6+P1+R7)=1.6−5×V I. Given that the diode voltage, V DIODE, is 0.6V S, V O=−(R5/R4)×V DIODE+V CC×R5/(R6+P1+R7)=1.6−1.65=−0.05V.
The clipping takes place near 0V, protecting the ADC. Raising the clipping level makes the circuit less linear in the nonclipping range. In other words, a design trade-off exists between clipping level and linearity. Resistor R8 limits the current through the ADC's input pin. Capacitor C2 is optional; it limits the V ADC/V I bandwidth. Capacitor C1 helps to reduce the voltage noise that might come from the −V CC power supply.
1. "ADC1175 - 8-Bit, 20MHz, 60mW A/D Converter," National Semiconductor.
2. "AD8002 Dual 600 MHz, 50 mW Current Feedback Amplifier," Analog Devices.。