高速AD、DA和高速比较器模块电路设计
第8章 AD和DA转换模块设计
#include<intrins.h> unsigned int a,b; sbit di=P3^7; sbit clock=P3^6; sbit cs=P3^5;
//移位函数头文件 //定义变量 //定义串行输入口 //定义时钟位 //定义片选位
/******************************************/ /* 延时子程序 */ /******************************************/ void delay(unsigned int z) { unsigned int x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=114;y>0;y--); } void _nop_(); //空操作 较短延时 /******************************************/ /* 主程序 */ /******************************************/ void main()
注:Vref+为加到 TLC1543 REF+端的电压,Vref-是加到 REF-端的电压
同时,串口也从DATAOUT端接收前一次转换的结果。它以MSD前导方式 DATAOUT输出,但MSB出现在DATAOUT端的时刻取决于串行接口时序。 TLC1543可以用6种基本串行接口时序方式,这些方式取决于I/0 CLOCK 的速度与CS的工作,如表8-2所示。
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Vcc EOC I/O CLOCK ADDRESS DATA OUT __ CS REF+ REFA10 A9
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。
实验2(AD与DA实验)
实验三ADC0804模/数转换和DAC0832数/模拟换接口一、实验目的1.了解模/数转换基本原理,掌握ADC0804的使用方法。
2.了解D/A转换的基本原理。
3.了解D/A转换芯片D AC0832的单极性双极性接口及编程方法。
二、实验仪器和设备1. 单片机实验板一台2. 计算机一台三、实验简介1、实验内容利用实验板上的AD C0804做A/D转换器,利用实验板上的电位器W1提供模拟量输入。
编制程序,将模拟量转换成二进制数字量,用共阳极的八段数码管显示。
利用DAC0832,编制程序产生锯齿波、三角波、正弦波。
三种波轮流显示,用示波器观看。
2、实验线路及连接图1.电路原理图3、实验说明A/D转换器大致有三类:一是双积分A/D转换器,优点是精度高,抗干扰性好,价格便宜,但速度慢;二是逐次逼近法A/D转换器,精度,速度,价格适中;三是并行A/D转换器,速度快,价格也昂贵。
实验用的ADC0804属第二类,是八位A/D转换器。
图1中,D B1到D B8这8个口连接到P1口。
CS-AD这个是片选端口,低电平表示选中,RD写入信号,WR读出信号。
使用是需要将AD-IN口的1和2短接。
CS AD接口连着P0^7.RD接口P3^6,WR连着P3^7.D/A转换是把数字量转换成模拟量的变换,从本书D/A电路输出的是模拟电压信号。
要想实现实验要求,比较简单的方法是产生三个波形的表格,然后通过查表来实现波形显示。
产生锯齿波和三角波的表格只需由数字量的增减来控制,同时要注意三角波要分两段来产生。
要产生正弦波,较简单的手段是造一张正弦数字量表。
即查函数表得到的值转换成十六进制数填表。
这样做虽然简单,但是费时费力,没有充分发挥单片机的能力。
利用嵌入式定点、浮点运算子程序库可方便的完成正弦波的波形表生成工作。
D/A转换取值范围为一个周期,采样点越多,精度越高些。
本例采用的采样点为256点/周期。
图1中CS-DA接口连着P3^2,低电平有效。
AD、DA的接口电路设计
微机原理与接口技术课程设计报告题目_____A/D与D/A接口设计______姓名:______________学号:__________________________专业:__________________________学院:_____________________日期:__________________________目录引言: ...................................................................................................................... - 1 -1. 接口芯片简介 ..................................................................................................... - 1 -1.1 八位A/D变换器芯片ADC0809 .............................................................. - 1 -1.1.1 ADC0809性能分析 .......................................................................... - 2 -1.1.2 ADC0809引脚特性 .......................................................................... - 2 -1.1.3 ADC0809内部结构 .......................................................................... - 3 -1.1.4 ADC0809电路原理 .......................................................................... - 3 -1.2 八位D/A变换器芯片DAC0832 .............................................................. - 4 -1.2.1 DAC0832性能分析 .......................................................................... - 4 -1.2.2 DAC0832引脚特性 .......................................................................... - 4 -1.2.3 DAC0832内部结构 .......................................................................... - 5 -1.2.4 DAC0832工作方式 .......................................................................... - 6 -1.2.5 DAC0832电路原理 .......................................................................... - 7 -2.课程设计内容 ....................................................................................................... - 7 -2.1 A/D转换接口设计...................................................................................... - 7 -2.1.1 实验目的........................................................................................... - 7 -2.1.2 实验设备........................................................................................... - 7 -2.1.3 实验内容........................................................................................... - 7 -2.2 D/A转换接口设计...................................................................................... - 7 -2.2.1 实验目的........................................................................................... - 7 -2.2.2 实验设备........................................................................................... - 7 -2.2.3 实验内容........................................................................................... - 7 -3. 设计流程图 ......................................................................................................... - 8 -4. 参考程序及说明 ................................................................................................. - 9 -4.1 ADC0809程序代码 .................................................................................... - 9 -4.2 DAC0832程序代码 .................................................................................. - 11 -5.附录1:心得体会 .............................................................................................. - 12 -6.附录2:参考文献 .............................................................................................. - 12 -7.附录3:附加电路图 ............................................................................................ - 1 -引言:D/A转换器的作用是将数字量转换为相应的模拟量。
一种多通道_高精度A_D_D_A转换电路的设计与实现.
78引言在主、被动雷达导引头信息处理系统中,实时获取天线转角、弹体姿态角、弹体角速度等辅助信息是信息处理机(由DSP组成)系统的首要任务。
由于这些信息一般用模拟电压值表示,因此,在位标器与信息处理机之间需要一个模数转换电路。
这个电路将这些信息转换成数字信号,送交信息处理机,经信息处理机处理后,需将结果再转换成控制信号,传送给位标器。
该转换电路要求精度高、速度快、通道多且配置灵活,框图如图1所示。
其基本要求如下:模拟输入通道数:8个模拟输出通道数:8个模拟输入、输出电压:±10V转换精度:12bit数字信号接口:并口板载电压:5V,±15V转换时间:5ms(完成一次模数、数模转换)本文阐述了该多通道、高精度A/D、D/A转换电路的系统结构设计思想,给出了功能原理图,然后详细说明了这个电路的工作及控制过程。
最后,为了保证电路的实现能够达到设计要求,还给出了电路实现时所应遵循的设计原则。
电路设计系统结构设计根据分析,电路的主要组成部分为ADC、DAC和逻辑控制器件。
按照以上要求,本文主要选用ADI公司的AD7891-1、AD7841和Xilinx公司的CPLDXC95108-7PC84,其中AD7891-1、AD7841都是单片多通道转换器件,这样的选择可简化电路设计,减小电路尺寸,提高可靠性。
为了保证输入信号的驱动能力,以及保护ADC免受不正常输入的破坏,在ADC的前端加入了2片ADms率,0.0003%的谐波失真,4M的带宽,完全可满足AD7891-1以及整个系统的要求。
同时,为了保证转换精度,还采用了两个高精度电压基准。
其中AD780为AD7891-1提供2.5V电压基准,AD588为AD7841提供±5V电压基准。
根据所选择的器件,可设计出转换电路的功能结构,如图2所示。
在电路设计中,ADC和DAC直接对外提供数据接口。
CPLD提供对ADC和DAC的控制信号,并且提供对外的控制接口。
模拟 数字 转换 电路 工程 设计 ad da
模拟数字转换电路工程设计 ad da文章标题:模拟数字转换电路工程设计及应用一、引言模拟数字转换(AD-DA)电路在现代电子技术中扮演着重要的角色。
它能够将模拟信号转换为数字信号,或者将数字信号转换为模拟信号。
本文将深入探讨AD-DA电路的工程设计及应用,以及对其在电子领域中的重要性和影响。
二、AD-DA电路的原理介绍AD-DA电路是指模拟数字转换器(ADC)和数字模拟转换器(DAC)。
ADC能够将模拟信号转换为数字信号,而DAC则能够将数字信号转换为模拟信号。
它们在数字信号处理、通信系统、音频处理、测量和控制系统等领域中得到广泛应用。
AD-DA电路的设计需要考虑到信号精度、速度、功耗和成本等因素,因此工程设计非常重要。
三、AD-DA电路的工程设计1. 信号采集与处理:在AD-DA电路设计中,信号采集是至关重要的环节。
需要考虑到模拟信号的采样频率、采样精度和信噪比等参数,以确保采集到的数据具有足够的准确性和稳定性。
对于数字信号的处理也需要注意数据的压缩、滤波和编码等技术。
2. 电路设计与集成:AD-DA电路的设计需要考虑到模拟和数字信号的转换精度和速度,因此需要合理选择集成电路和模拟电路的设计方案。
功耗和面积也是需要考虑的因素,特别是在移动设备和无线通信系统中。
3. 抗干扰与稳定性:在工程设计中,需要考虑到电路的抗干扰能力和稳定性,以保证在复杂的电磁环境中能够正常运行。
地线和供电的设计也需要特别注意,以减少电路中的噪声和干扰。
4. 应用领域需求:不同的应用领域对AD-DA电路的产品需求也各不相同,在工程设计中需要考虑到具体的应用场景和功能需求,以满足用户的实际需求。
四、AD-DA电路的应用1. 通信系统:在数字通信系统中,AD-DA电路能够完成模拟信号和数字信号之间的转换,包括模拟信号的采集、数字信号的调制和解调等功能。
它在无线通信、光纤通信和卫星通信等领域中得到广泛应用。
2. 音频处理:在音频处理设备中,AD-DA电路能够完成音频信号的采集、处理和输出,包括音频的采样、编解码、音频放大和混音等功能,广泛应用于音频采集卡、数字音频播放器和音频混音台等设备中。
高速模拟电路设计
高速模拟电路设计一、输入/输出缓冲器设计输入/输出缓冲器是高速模拟电路中的重要组成部分,用于实现信号的输入和输出。
在设计中,需要考虑以下几点:1.输入和输出阻抗:缓冲器应该具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗,以减小信号的损失和干扰。
2.带宽和增益:缓冲器应该具有足够的带宽和增益,以保证信号的传输质量和动态范围。
3.信号完整性:在高速数据传输中,信号的完整性非常重要,缓冲器应该能够减小信号的抖动和失真。
二、模拟/数字转换器(ADC)设计模拟/数字转换器是将模拟信号转换为数字信号的电路,其设计需要考虑以下几点:1.分辨率和精度:ADC的分辨率和精度是衡量其性能的重要指标,需要综合考虑电路复杂度和功耗等因素。
2.采样速率:ADC的采样速率决定了其能够处理的信号频率范围,需要根据实际需求进行选择。
3.噪声和失真:ADC应该具有较低的噪声和失真,以保证信号的质量。
三、数字/模拟转换器(DAC)设计数字/模拟转换器是将数字信号转换为模拟信号的电路,其设计需要考虑以下几点:1.分辨率和精度:DAC的分辨率和精度是衡量其性能的重要指标,需要综合考虑电路复杂度和功耗等因素。
2.输出范围和线性度:DAC的输出范围和线性度会影响其输出的模拟信号质量。
3.更新速率:DAC的更新速率决定了其能够处理数字信号的速率,需要根据实际需求进行选择。
四、放大器和滤波器设计放大器和滤波器是高速模拟电路中的基本元件,用于实现信号的放大、滤波等操作。
在设计中,需要考虑以下几点:1.带宽和增益:放大器和滤波器应该具有足够的带宽和增益,以满足信号处理的需求。
2.噪声和失真:放大器和滤波器应该具有较低的噪声和失真,以保证信号的质量。
3.线性范围:放大器的线性范围会影响其输出的精度和质量,需要根据实际需求进行选择。
(完整版)高速比较器的分析与设计
(完整版)⾼速⽐较器的分析与设计摘要⽐较器是模数(AD)转换器的重要组成部分,也是电⼦系统中应⽤较为⼴泛的电路之⼀。
⽐较器的性能,尤其是速度、功耗、噪声、失调,对整个模数转换器的速度、精度和功耗都有着⾄关重要的影响。
⽐较器的设计以开环⾼增益放⼤器的设计为基础。
这类⽐较器属于⾮线性的模拟电路,其输⼊和输出之间不存在线性关系。
⽐较器的系统级应⽤包括便携式和电池驱动的系统、扫描仪、机顶盒和⾼速差分线接收器。
基于预放⼤再⽣锁存理论,本⽂设计的⽐较器采⽤了预放⼤级结构和动态latch锁存器结构,在传统⾼速⽐较器电路结构的基础上应⽤开关运算放⼤器技术,提⾼了分辨率,降低了传输延时。
该⽐较器包括全差分结构的前置放⼤电路,反相器⾸尾连接成的双稳态结构为核⼼的动态再⽣锁存电路和由两个交叉NMOS晶体管和简单的PMOS共源放⼤输⼊组成的输出锁存电路。
当时钟信号为低电平时,输⼊信号和参考信号之差被前置放⼤电路放⼤,前置放⼤电路在获得⼤的带宽的同时达到较⾼的增益,有效的提⾼了⽐较器的速度,降低了⽐较器的输⼊失调电压,⽐较器输出相对应的逻辑电平,当时钟信号为⾼电平时,⽐较器输出被锁存到⾼电平。
关键词:⾼速⽐较器;CMOS;失调电压AbstractComparator is one of the most important units in ADCs and widely used in electronic systems.The performances of comparators,such as speed, power consumption,noise, and offset,strongly influence the speed,precision and power consumption of ADCs. Voltage detectors,voltage level transformer,voltage-frequency transformer,samplingtrack and preamplifier-latch theory,this design of the comparator useing pre-amplifier stage with the structure and dynamic latch structure,on the basis of the traditional structure of switching operational amplifier technology,improve the resolution and reduce the transmission delay.the comparator includes a preamplifier circuit of fully differential structure,a regenerative latch whose key components are inverters connected end to end,and a simple output stage which is made up of two cross-coupled NMOS transistor and the PMOS common source amplifier.When clock is low,the difference between input signal and reference signal amplified by preamplifier circuit,Preamplifier circuit get a big bandwidth to achieve inthe same time,improve the speed of the comparator effectively,Reduces the input offset voltage of the comparator,comparator output corresponding to logic level.When the clock signal is )推出ADCMP 60x系列满电源摆幅的⽐较器,适合于⾼速,低功耗,R-R摆幅和⾼精密度应⽤。
【原创精心制作】高速AD、DA和高速比较器模块电路设计
【原创精心制作】高速AD、DA和高速比较器模块电路设计
包含ti的高速比较器TL3016、高速10位AD数据采集模块、高速10位DA模块,非常详细哦!包括设计注意点,点点滴滴都体现了设计者的“良苦用心”,值得拥有!
可以把±0.2~±5V、0.01Hz~约12MHz的周期信号转为方波信号
高速ADC模块包括信号调理和AD采样两部分电路。
AD芯片采用的是TI公司的10位、40MHz采样率、具有片内基准的高速模数转换器Ads822E芯片。
信号调理电路采用是TI公司的宽带、具有电压限制功能的运算放大器OPA2690。
高速DAC模块包括DA输出和信号调理两部分电路。
DA芯片采
用的是TI公司的10位、双通道、165MSPS输出更新速率、具有片内基准的高速数模转换器DAC900E芯片。
信号调理电路采用是TI公司的宽带、具有电压限制功能的运算放大器OPA690。
详细设计过程与设计注意事项请看附件。
高速adc电路的电磁兼容设计
高速adc电路的电磁兼容设计高速ADC电路的电磁兼容设计是为了提高ADC系统的抗干扰能力,使其在电磁环境中能够正常工作。
以下是一些常见的高速ADC电路的电磁兼容设计技术:1. 确保地线和电源线的良好布局:地线和电源线应尽量平行布局,减小回路面积,减少互感耦合效应。
对于高速ADC电路,应采用分立地线和电源线的设计,以减小互相之间的干扰。
2. 适当的地线和电源线引脚布局:地线和电源线的引脚应尽量靠近采样器和参考电压引脚,减小信号路径长度,减少回路面积,降低电磁辐射。
3. 采用适当的滤波器:在ADC输入端引入低通滤波器,以减少高频干扰信号的进入。
同时,在电源线和地线上加入适当的滤波器,抑制电源线和地线上的高频噪声。
4. 选用低噪声电源:选择低噪声的电源供应器件,并采用电源去耦电容器来减小电源波动。
5. 控制信号引脚的布局:ADC的控制信号引脚应尽量短,且与地线和电源线分离,以减小引脚之间的耦合。
6. 电磁屏蔽:对ADC电路及其外部设备进行电磁屏蔽,减少外部电磁干扰对ADC电路的影响。
可以采用金属盖、金属壳等方式对ADC进行包围。
7. 适当的接地:ADC的接地应满足低阻抗和低噪声的要求。
可以采用单点接地,减少接地回路面积,降低各个地点的电位差。
8. 合理的布线和接口设计:对高速ADC信号线使用差分线路,并采用屏蔽线、扭对线等方式降低信号线的辐射和共模干扰。
尽管以上是一些常见的高速ADC电路的电磁兼容设计技术,但具体的设计方法仍需要根据具体的应用场景来调整。
因此,在设计过程中,应根据实际情况进行电磁兼容设计,并在设计完成后进行相应的测试和优化。
高速比较器电路设计
高速比较器电路设计English Answer:High-Speed Comparator Circuit Design.High-speed comparators are essential components in various electronic systems, such as high-speed data converters, communication systems, and instrumentation. They are designed to compare two input signals and produce a digital output that indicates which signal is larger. The performance of a high-speed comparator is characterized by its speed, accuracy, and power consumption.To design a high-speed comparator, several factors need to be considered:1. Amplifier Design: The amplifier stage is the heart of the comparator. It should provide high gain and bandwidth to amplify the input signals and produce a clean digital output. Different amplifier topologies, such asdifferential amplifiers, folded-cascode amplifiers, and telescopic amplifiers, can be used depending on the desired performance.2. Regeneration Circuit: The regeneration circuit converts the amplified signal into a digital output. It typically consists of a positive feedback loop that amplifies the output signal and drives it to one of the two stable states (high or low). Several regeneration circuit topologies, such as latches, flip-flops, and sense amplifiers, can be used.3. Offset Cancellation: Input offset voltage is a critical parameter that affects the accuracy of the comparator. It is caused by mismatches in the amplifier stage and can lead to errors in the output. Various offset cancellation techniques, such as auto-zeroing, chopper stabilization, and correlated double sampling, can be employed to minimize the offset voltage.4. Layout Considerations: The layout of the comparator circuit plays a significant role in its performance. Properrouting of signals, placement of components, and grounding techniques are crucial to minimize parasitic effects and ensure stability.Design Example:As an example, a high-speed comparator circuit using a differential amplifier and a latch-based regeneration circuit can be designed. The differential amplifier provides high gain and bandwidth, while the latch circuit converts the amplified signal into a digital output. The input offset voltage can be minimized using auto-zeroing techniques. The layout can be optimized to minimize parasitic effects and ensure stability.Conclusion:High-speed comparator circuit design requires careful consideration of various factors, including amplifier design, regeneration circuit, offset cancellation, and layout considerations. By optimizing these parameters,high-performance comparators with high speed, accuracy, andlow power consumption can be achieved.中文回答:高速比较器电路设计。
高速adc电路设计及布局布线分析
《工业控制计算机》2019年第32卷第12期模数转换器(ADC)广泛用于各种应用中,尤其是需要处理模拟传感器信号的测量系统,比如测量压力、流量、速度和温度的数据采集系统。
为了能最大限度发挥高速ADC的性能,获得尽量高的有效位数与信噪比等关键参数,在高速采样电路系统设计中,低噪声、低相位失衡等因素是设计人员在设计采样电路时必须考虑的因素,这些参数的获得和提高取决高速AD采集系统的各个电路环节。
本文基于ADC的工作原理,结合工程设计经验,讨论了高速ADC电路设计时需要重点考虑的几个问题,包含模拟输入、输入时钟、基准电压源以及参考平面,希望能够对高速采集系统的设计工作起到一定的借鉴和指导作用。
1关键信号设计1.1模拟输入设计大多数现代高性能ADC使用差分输入抑制共模噪声和干扰。
由于采用了平衡的信号处理方式,这种方法能将动态范围提高2倍,进而改善系统总体性能。
虽然差分输入型ADC也能接受单端输入信号,但只有在输入差分信号时才能获得最佳ADC 性能,所以需要将单端射频输入信号转换为差分信号。
转换方式一般有差分驱动器、差分变压器以及差分双巴伦耦合等方式。
在基带应用中,AD8138、ADA4937-2和ADA4938-2等差分驱动器能够为ADC提供出色的性能和灵活的接口,利用放大器驱动转换器的模拟输入端时,会引起有源不平衡,它一般发生于元件容差不够时。
在SNR为关键参数的基带应用中,建议使用的输入配置是差分变压器耦合。
当输入频率处于第二或更高奈奎斯特区域时,大多数放大器的噪声性能无法满足要求以达到ADC真正的SNR性能,在SNR为关键参数的应用中,建议使用的输入配置是差分双巴伦耦合。
一般在100MHz至150MHz左右的频率,利用变压器或巴伦将信号耦合到转换器的模拟输入端时,会引起无源不平衡,所以使用两个变压器或巴伦可以减小耦合差异,改善相位平衡。
以AD9268为例,差分双巴伦耦合原理图如图1所示。
在差分输入情况下,模拟输入的相位平衡对于整个信号链至关重要,如果没有适当的平衡,二次谐波和偶次阶失真就会增大。
流水线ADC中高速比较器的设计和分析
流水线ADC中高速比较器的设计和分析在任何一个高速高辨别率的模数转换器中,高精度和迅速总是起着至关重要的作用。
与其它种类的相比,流水线ADC 有着高速、高辨别率的特点。
因此,它在系统中,有着广泛的应用。
流水线ADC由许多子FLASHADC 构成。
流水线ADC 的特性中,特殊是速度,功耗和失调对囫囵有着很重要的影响。
适合流水线的动态比较器主要有三种:分压比较器、差分比较器和差分比较器。
但是他们可能消耗过多的功耗和较大的失调电压。
因此,前置运放锁存比较器的优势体现在3.5 位的子FLASHADC 或者更高辨别率的子FLASHADC 中。
在考虑上面提及的因素后,本文给出了时光延迟、失调电压和比较器的踢回噪声的理论分析,并按照此分析,设计和优化了比较器电路。
2 预放大锁存比较器的工作原理前置增益运放锁存比较器的原理是前置增益运放放大输入信号,被放大后的信号输入到锁存比较器,最后信号通过一个一般的RS 触发器,得到终于比较结果。
这种结构结合了前置增益运放对输入信号负指数响应和锁存比较器对输入信号正指数响应的优点。
因此前置增益运放锁存比较器与其它锁存比较器相比,有较小的传输的延迟。
锁存比较器的失调电压除以预的增益后折算到运放的输入端。
因此,前置增益运放比较器的失调电压主要来自于预放大器。
通过前置增益运放比较器输入端的踢回噪声,在信号的比较阶段混淆了输入信号。
没有隔离电路可能导致采样电路的不稳定性和不精确的比较结果。
因此在锁存比较器输入端和前置增益运放的输出端在之间需要一个隔离电路。
3 电路的结构图1 给出了前置增益运放锁存器的电路结构。
前置增益运放有两个差分对,分离由NM2,NM3,NM4 和NM5 组成。
PM1,PM2,PM3,PM4 交错相连形成一个正反馈回路,并且增大了前置放大器的增益。
NM9,NM10,NM11,PM6,PM11 是开关。
电路的工作流程为:当Clk 为低的时候,锁存比较器被复位,与此同时,Clk1 为高,锁存比较器能够接收到前第1页共5页。
AD与DA接口电路的相关设计
1. 分辨率(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。分辨率又 称精度,通常以数字信号的位数来表示。
2. 转换速率(Conversion Rate)
是指完成一次从模拟转换到数字的 A/D 转换所需的时间的倒数。积分型 A/D 的转换时 间是毫秒级属低速 A/D,逐次比较型 A/D 是微秒级属中速 A/D,全并行/串并行型 A/D 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)。
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并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列,可以用低廉成本制成高精度单片 A/D 转换器。 最新的逐次比较型 A/D 转换器大多为电容阵列式的。
6. 压频变换型(如 AD650)
压频变换型(Voltage-Frequency Converter)是通过间接转换方式实现模数转换的。其原 理是首先将输入的模拟信号转换成频率,然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这 种 A/D 的分辨率几乎可以无限增加,只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积 脉冲个数的宽度。优点是分辨率 转换。
3.9.4 常用的 AD 转换器
单片集成 A/D 转换器的产品很多,下面介绍有代表性的几种 A/D 转换器。
1. AD0809
(1)主要技术特性 ADC0809 在一个芯片上集成了一个 8 位的 A/D 转换器和 8 路模拟采样开关,可以直
AD DA转换电路设计报告
摘要
• 本放大器由ADC0832和DAC0832 组成,由单片机控制,对数据进 行采集显示电压值。其过程是先 A/D进行数模转换,经过单片机, 再D/A数模转换的滤波输出。
• 关键词:DAC ADC 单片机
二、硬件设计
2.1概述
• AD的选择,首先看其分辨率量化误差、线 性度、转换速率等;其输入方式是差分还是单 端输入的,输入范围是多少,这些都是选AD需 要考虑的。DA的选择,主要是精度、分辨率、 线性度及建立时间,与单片机的连接方式有单 缓冲工作方式、双缓冲工作方式、直通工作方 式(我们选择的是直通工作方式)。DAC0832 以电流形式输出,当需要转换为电压输出时, 可外接运算放大器。
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else return 0; } void DAC0832(unsigned char dat) { DAILE = 1; DAWR1 = 0; DAXFER = 0; DAWR2 = 0; DA_DP = dat; } main() { unsigned int adc; while(1) { adc = ADC0832(0,0); //差分模式,CH0-CH1 DAC0832(adc);
adc = adc*19.607843; //转换为实际电压便于显示 Display(adc);
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ADDI = 1;//控制命令结束(经试验必需) dat = 0; //下面开始读取转换后的数据,从最高位开始依次输出(D7~D0) for(i = 0;i < 8;i++) { dat <<= 1; ADCLK=1;//拉高时钟端 _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;//拉低时钟端形成一次时钟脉冲 _nop_(); _nop_(); dat |= ADDO; } ndat = 0; //记录D0 if(ADDO == 1) ndat |= 0x80; //下面开始继续读取反序的数据(从D1到D7) for(i = 0;i < 7;i++) { ndat >>= 1; ADCLK = 1;//拉高时钟端
利用多级动态比较器实现高速ADC转换电路
利用多级动态比较器实现高速ADC转换电路随着科技的不断进步和发展,数字信号处理技术在日常生活中的应用越来越广泛。
而在数字信号处理中,高速ADC转换电路的作用至关重要,因为它能够将模拟信号转化为数字信号并且实现精度控制,是数字信号处理技术发展中不可或缺的一部分。
在传统的ADC转换电路中,多级动态比较器是一种非常常见的实现方式,因为它能够实现高速转换和高精度控制,是一个非常理想的选择。
本文将着重介绍如何利用多级动态比较器实现高速ADC转换电路。
首先,我们需要了解什么是多级动态比较器。
多级动态比较器是由若干个比较器级联组成的,每个比较器都有一个电容反馈,通过不断的充放电过程获得模拟信号的二进制输出。
同时,这种比较器还具有极高的速度和较高的精度。
因此,多级动态比较器可以在ADC转换中发挥重要的作用。
接下来可以考虑如何实现一个基于多级动态比较器的高速ADC 转换电路。
首先需要设计一个基本的比较器电路,它可以接收一个模拟信号A和一个电源Vcc,并输出一个二进制电压表示哪个电平高。
同时,为了实现多级动态比较器的功能,需要增加电容反馈回路。
当然,在实际中,我们不会只使用一个比较器,而是会通过级联的方式来实现多级动态比较器。
在添加比较器的过程中,需要注意,每一个比较器的输入电压必须是前一个比较器输出电压的二分之一。
同时,每一个比较器需要具有选择时钟、复位信号等控制接口,这些控制接口可以使得多级动态比较器按照我们的期望实现高精度控制。
除此之外,为了实现高速转换单元的自校准,我们还需要添加一个精度控制环。
通过该控制环的控制,我们可以使得ADC转换电路的效果达到最优,从而实现高速转换。
当然,精度控制环的实现也需要使用我们以上面提到的多级动态比较器电路,因此设计时需要考虑到这点,并合理设计电路结构。
总结起来,利用多级动态比较器实现高速ADC转换电路是现代数字信号处理领域中的一项重要技术。
本文简要地介绍了如何通过设计比较器电路、选择时钟和设计控制环等方式来实现高速、高精度控制的ADC转换电路。
高速并行A-D转换设计
高速并行A-D转换设计高速并行A/D转换设计高速并行A/D转换器是一种用于将模拟信号转换为数字信号的重要电子设备。
在现代通信、图像处理、雷达系统等领域中,需要对高速模拟信号进行准确、快速的数字化处理,因此高速并行A/D转换器的设计变得至关重要。
高速并行A/D转换器的设计需要考虑多个关键因素,包括采样速率、分辨率、噪声性能等。
采样速率是指A/D转换器每秒钟对模拟信号进行采样的次数,决定了转换器的响应速度。
高速并行A/D转换器通常需要具备较高的采样速率,以满足对快速变化的信号进行准确采样的需求。
分辨率是指A/D转换器能够区分的最小信号变化量,决定了转换器的精度。
高速并行A/D转换器通常需要具备较高的分辨率,以确保对细微信号变化的准确捕捉。
噪声性能是指A/D转换器对噪声的抑制能力,决定了转换器的信号质量。
高速并行A/D转换器通常需要具备较好的噪声性能,以减小噪声对转换结果的影响。
在高速并行A/D转换器的设计中,还需要考虑功耗、面积以及可靠性等因素。
功耗是指转换器在工作过程中消耗的能量,高速并行A/D转换器通常需要在保证性能的前提下尽可能降低功耗。
面积是指转换器所占用的芯片空间,高速并行A/D转换器通常需要在保持性能的前提下尽可能减小面积。
可靠性是指转换器在长时间工作中的稳定性和可靠性,高速并行A/D转换器通常需要具备较高的可靠性,以确保长时间稳定工作。
在实际设计中,可以采用多通道并行采样、交错采样等技术来实现高速并行A/D转换器。
多通道并行采样将模拟信号分成多个通道进行同时采样,提高了采样速率;交错采样则是将模拟信号分成多个子信号进行交错采样,提高了分辨率。
综上所述,高速并行A/D转换器的设计涉及多个关键因素,包括采样速率、分辨率、噪声性能、功耗、面积和可靠性等。
通过合理选择设计参数和采用适当的技术手段,可以实现高速并行A/D转换器的高性能和稳定工作,满足现代通信、图像处理、雷达系统等领域对高速模拟信号的准确、快速数字化处理的需求。
高速A-D系统设计结构及电路设
高速A/D系统设计结构及电路设
在现代雷达系统、激光测距以及高能物理试验中往往产生宽带信号或者上升沿比较陡的信号(一般10ns左右)。
若对此类信号进行数字化处理,要求A/D部分的采样率至少应该在200M/s以上。
本文介绍的系统正是针对这样的要求而开发出来的。
1 系统结构
系统分为A/D转换和数据传输控制两大部分(图1)。
数据传输控制部分作成PC机的插卡在计算机的PCI扩展插槽内,它的主要功能是将A/D采样得到的数据传递给计算机,同时产生相关的控制信号去控制整个系统;A/D转换部分由于受到电源和体积的影响单独作成一个模块置于计算机外部,其中关键。