逐次逼近型模数转换器基本原理
逐次逼近式转换器原理
![逐次逼近式转换器原理](https://img.taocdn.com/s3/m/73bf21a833d4b14e852468b7.png)
Uo(s) 1 I (s) CS
所以:Uo (s) 1 Ui (s) 1 RCS
令:s
j , 则:G (
j)
1
1 j
其中:b=
1 RC
b
滤波电路接运算放大器同相输入端:
频率特性:G(
j)
1
A j
其中,A 1 RF R1
b
滤波电路接运算放大器反相输入端:
频率特性:G(
• 根据允许信号无畸变通过的频带,分为: 低通、高通、带通、带阻
1、低通滤波器★
• 容许低频信号通过, 但减弱(或减少)频率高 于截止频率的信号的通过。
输入:U
i
(t)
Ri(t)
1 C
t
tdt
0
输出:U o
(t)
1 C
t
tdt
0
拉斯变换:Ui (s)
RI(s)
1 CS
I (s)
霍尔元件的组成:由霍尔片、四根引线和壳 体组成,如下图示。
二、霍尔式电流传感器
• 是把电流转换为电压的传感器,电流环路 对电流的检测要求很高:
• 1.要求转换后的电压与主电路隔离,强电、 弱电分开
• 2. 把电枢的电流线性的转换成电压信号。 • 具体检测为:
3、霍尔传感器的应用
1)测位移
电磁特性
A/D转换器的选择要点
1.A/D转换位数 2.转换速度 3.环境条件 4.接口
1.A/D转换位数m
L1
20lg
VI ,max VI ,min
m L1 6
10 2 m1
sar adc工作原理
![sar adc工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/6aeff1217f21af45b307e87101f69e314332faa3.png)
sar adc工作原理
Sar ADC是一种基于逐次逼近型原理的模数转换器,用于将模拟信号转换为数字信号。
其工作原理如下:
1. 输入采样:模拟信号经过输入采样电路进入Sar ADC。
采样电路通常包括采样保持电路,用于获取并保持输入信号的电压值。
2. 比较器:Sar ADC中通常含有一个或多个比较器,用于将输入信号与DAC(数字模拟转换器)产生的参考电压进行比较。
比较器输出的结果可以表示输入信号是高于还是低于参考电压。
3. DAC调整:Sar ADC通过DAC调整参考电压的数值。
它通
过逐次逼近的过程将DAC输出的电压调整到与输入信号最接
近的电压值。
4. SAR逼近:在每次逼近中,Sar ADC将DAC输出的电压与
输入信号进行比较。
根据比较结果,SAR逼近逻辑电路会决
定在当前位上是否为1或0。
每次逼近完成后,该位的比较结
果会被保存。
5. 逼近结束:当所有位都完成逼近后,Sar ADC会将逼近结果输出为数字信号。
这些数字信号可以用于数值处理、计算或其他应用。
需要注意的是,Sar ADC的工作速度和分辨率可能会受到多个因素的影响,例如比较器速度、电源噪声、采样保持电路的稳
定性等等。
为了达到较高的性能,Sar ADC经常需要在电路设计和优化过程中进行仔细考虑和调整。
低功耗逐次逼近模数转换器的研究与设计共3篇
![低功耗逐次逼近模数转换器的研究与设计共3篇](https://img.taocdn.com/s3/m/aca949ed7e192279168884868762caaedd33bab6.png)
低功耗逐次逼近模数转换器的研究与设计共3篇低功耗逐次逼近模数转换器的研究与设计1低功耗逐次逼近模数转换器的研究与设计随着电子技术的发展和普及,模数转换器在数字信号处理中扮演着越来越重要的角色。
随之而来的是对低功耗、高精度的需求的提高。
因此本文将介绍一种低功耗逐次逼近模数转换器的研究与设计。
首先,介绍一下逐次逼近调制(SAR)模数转换器并且说明其优点。
在SAR模数转换器中,采用逐步逼近方式来逼近模拟信号,它很容易实现具有高解析度的模数转换器。
SAR模数转换器的优点是它的低功耗。
与传统的flash模数转换器相比,SAR模数转换器的功耗要低得多,这是它被广泛应用的重要原因之一。
然后,讲解一下如何设计低功耗的逐次逼近模数转换器。
其步骤如下:第一步,挑选合适的比较器。
比较器的作用是将模拟信号与逐步逼近的电压进行比较,从而得出每一位的二进制代码。
合适的比较器应该能够在低功耗的情况下实现高速转换。
此外,比较器的噪声电平应该非常低,确保转换的精度。
第二步,确定参考电压。
参考电压是指用于逐步逼近的电压值。
当参考电压低于模拟信号电压时,SAR模数转换器会将该位二进制代码值置为“1”,反之,则置为“0”。
通常情况下,参考电压的值等于模数转换器的工作电压的一半,以保证模数转换器的稳定性。
第三步,选择合适的DAC。
DAC是模数转换器中的数字模拟转换器,将逐步逼近的电压转换成模拟信号的电压。
在选择DAC 时,我们需要考虑它的分辨率、误差、导通电阻等关键参数,以确保它能够实现高精度转换并具有低功耗。
最后,需要注意的是,SAR模数转换器设计中一个重要的考虑因素是选取适当的时钟频率。
要保证SAR模数转换器能够完成高速的逼近过程,同时,时钟频率不能过高,否则会增加功耗和噪声。
因此,选取适当的时钟频率非常关键。
总之,本文介绍了低功耗逐次逼近模数转换器的研究与设计,详细讲解了如何设计低功耗的SAR模数转换器。
相信随着电子技术的不断进步,SAR模数转换器必将在各个领域中发挥更大的作用本文详细介绍了低功耗逐次逼近模数转换器的设计原理和关键技术,包括比较器、参考电压、DAC和时钟频率的选择。
sar adc原理
![sar adc原理](https://img.taocdn.com/s3/m/eb5a74fdc67da26925c52cc58bd63186bceb928e.png)
sar adc原理
逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)是一种常用的模拟到数字转换器(ADC)技术。
它通过将模拟输入信号与逐步逼近的数字比较器进行比较,逐位确定输出的数字编码。
SAR ADC基于一个重要的原理:成功逼近。
它使用一个逐次逼近的过程来近
似输入信号的大小。
具体过程如下:
首先,SAR ADC将输入信号与量化电平(参考电压)进行比较。
通过开始时
的第一个比特位,它可以判断输入信号是大于还是小于参考电平。
如果输入信号小于参考电平,比特位则为0,否则为1。
然后,SAR ADC进入逐步逼近过程。
它将继续将参考电平分成两个部分,并
使用上一比特位的值来确定选择哪个部分。
然后,它将继续将所选的部分再次细分,直到最后一个比特位。
整个逼近过程是迭代的,每一步都通过比较输入信号与逼近的电平来确定下一
步的操作。
最终,SAR ADC通过迭代逼近,得出最接近输入信号的数字编码。
SAR ADC具有许多优点。
首先,它提供了高精度的转换结果。
其次,SAR ADC的转换速度相对较快,适用于高速数据处理和实时应用。
此外,它也具备较
低的功耗和较小的面积需求,适合集成在芯片中。
总结起来,SAR ADC是一种基于逐步逼近的模数转换器,通过迭代比较输入
信号和逼近电平,最终得出准确的数字编码。
它广泛应用于诸如通信系统、传感器接口以及嵌入式系统等领域。
02-7.3 模数转换器-逐次逼近型和双积分型
![02-7.3 模数转换器-逐次逼近型和双积分型](https://img.taocdn.com/s3/m/c61803f5b7360b4c2f3f64dd.png)
U o /V
800mV 673mV
100mV80mV
8mV 4mV
200mV
40mV20mV10mV
2mV1mV
400mV
00 1 1 0 0111 0011
t ui /V
7-4 逐次逼近型A/D转换器
一、工作原理
转换控制信号uL为高电平时开始转换,此时送出一个800mV的电压砝 码 与 输 入 电 压 比 较 , 由 于 ui<800mV,将 800mV的 电 压 砝 码 去 掉 , 加 400mV 的 电 压 砝 码 , ui > 400mV,于 是 保 留 400mV的 电 压 砝 码 。 再 加 200mV的砝码,ui>400mV+200mV,200mV的电压砝码保留,如此一直 进行下去,可获得一组二进制码
0110 0111 0011 按照BCD8421码划分,相当673mV。
U o /V
800mV 673mV
100mV80mV
8mV 4mV
200mV
40mV20mV10mV
2mV1mV
400mV
00 1 1 0 0111 0011
t ui /V
2
ui
-
U A +
DAC
-+
C UB
QA
QB
1 S C 11 R
1S C1 1R
FA
FB
QC
1 S C1 1 R
FC
G1 &
1
G4 G2
&
1
G5
G3
&
d 2 ( MSB)
&
低功耗逐次逼近型CMOS模数转换器的研究
![低功耗逐次逼近型CMOS模数转换器的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/94509eb6690203d8ce2f0066f5335a8102d266a7.png)
低功耗逐次逼近型CMOS模数转换器的研究低功耗逐次逼近型CMOS模数转换器的研究摘要:随着科技的迅猛发展,模数转换器在数字信号处理领域扮演着重要的角色。
然而,传统的模数转换器存在功耗高、面积大等问题。
因此,本文提出了一种低功耗的逐次逼近型CMOS模数转换器的研究,通过对电路设计和参数优化进行深入探讨,实现了在保持较高转换精度的同时降低功耗和面积的目标。
1. 引言模数转换器广泛应用于通信、图像处理、声音处理等领域,能够将模拟信号转换为数字信号。
然而,传统的模数转换器由于采用了大量的功耗高的电子元件,导致整体性能受限。
因此,降低功耗是当前研究的热点之一。
2. 逐次逼近型CMOS模数转换器原理逐次逼近型CMOS模数转换器是一种常用的模数转换器结构,其原理主要包括采样保持、比较器、数字逼近单元等。
其中,逼近单元是模数转换器的关键,是实现高精度转换的核心。
3. 设计细节和参数优化在设计过程中,需要考虑到功耗、转换精度和面积之间的权衡。
通过采用CMOS工艺和精确的电路布局,可以降低功耗并提高系统性能。
4. 降低功耗的方法及优化为了降低功耗,本文采用了多种方法进行优化,包括电源管理、核心电路设计和优化等。
通过减少功耗峰值和压缩电路面积,达到了降低功耗的目标。
5. 实验结果与分析经过实验验证,本文所提出的低功耗逐次逼近型CMOS模数转换器在不同数据信号输入情况下,均能够保持高转换精度的同时降低功耗。
实验结果显示,相比传统模数转换器,本文所设计的模数转换器在功耗和面积上都有明显的减少。
6. 结论本文通过对低功耗逐次逼近型CMOS模数转换器的研究,有效地解决了传统模数转换器功耗高、面积大等问题。
通过合理的电路设计和参数优化,成功地实现了在保持较高转换精度的同时降低功耗和面积的目标。
该研究成果对于模数转换器的进一步发展和应用具有重要意义。
7.综上所述,本文通过研究低功耗逐次逼近型CMOS模数转换器,成功地解决了传统模数转换器功耗高、面积大等问题。
SAR-ADC调研报告
![SAR-ADC调研报告](https://img.taocdn.com/s3/m/9e244296db38376baf1ffc4ffe4733687e21fcce.png)
SAR-ADC调研报告SARADC 调研报告一、引言在当今的电子技术领域,模数转换器(ADC)扮演着至关重要的角色,它实现了模拟信号到数字信号的转换,使得各种电子设备能够处理和分析来自现实世界的信息。
其中,逐次逼近型模数转换器(SARADC)因其在精度、速度、功耗和成本之间的良好平衡,在众多应用中得到了广泛的应用。
二、SARADC 的基本原理SARADC 的工作原理基于逐次逼近的思想。
它通过将输入的模拟电压与一个内部的数字模拟转换器(DAC)产生的逐步变化的参考电压进行比较,从而确定对应的数字输出。
首先,SAR 逻辑控制电路将最高有效位(MSB)设置为 1,其余位为 0,并通过 DAC 将这个数字值转换为模拟电压。
然后,将这个模拟电压与输入的模拟信号进行比较。
如果模拟电压小于输入信号,MSB 被保留为 1;否则,MSB 被重置为 0。
接下来,对次高位进行同样的操作,重复这个过程,直到所有位都被确定。
最终,SARADC 输出的数字代码就是与输入模拟信号相对应的数字值。
三、SARADC 的主要特点1、高精度SARADC 能够实现较高的精度,通常可以达到 12 位至 16 位甚至更高的分辨率,适用于对精度要求较高的测量和控制系统。
2、中等转换速度其转换速度一般在几 kSPS(千次每秒)到几百 kSPS 之间,能够满足大多数中低速应用的需求。
3、低功耗由于其工作原理相对简单,SARADC 在工作时消耗的功率较低,这对于电池供电的便携式设备来说是一个重要的优势。
4、面积小、成本低SARADC 的结构相对简单,不需要复杂的模拟电路,因此芯片面积较小,制造成本相对较低。
四、SARADC 的性能指标1、分辨率指 ADC 能够分辨的最小模拟电压变化量,通常用位数表示。
2、转换速率表示完成一次模数转换所需的时间,单位为每秒转换次数。
3、量化误差由于 ADC 的有限分辨率导致的输入模拟信号与输出数字信号之间的偏差。
4、线性度包括积分线性度和微分线性度,反映了 ADC 输出数字值与输入模拟值之间的线性关系。
纳米级高精度流水线-逐次逼近型模数转换器研究
![纳米级高精度流水线-逐次逼近型模数转换器研究](https://img.taocdn.com/s3/m/94139eb6690203d8ce2f0066f5335a8103d26662.png)
纳米级高精度流水线-逐次逼近型模数转换器研究纳米级高精度流水线-逐次逼近型模数转换器研究近年来,模数转换器(ADC)作为电子设备中重要的数据转换技术之一,受到了广泛的关注和研究。
ADC的性能直接影响到信号的采集、传输和处理,因此高精度的ADC是实现高性能电子系统的关键。
随着科技的发展,纳米级制程技术的应用使得先进的ADC设计成为可能。
本篇文章致力于探究纳米级高精度流水线-逐次逼近型模数转换器的研究进展与发展趋势。
首先,我们简要介绍了流水线-逐次逼近型模数转换器的基本原理。
流水线-逐次逼近型模数转换器是一种结合流水线和逐次逼近的工作模式,它能够将输入信号分为多个子段进行逐步逼近,从而提高转换速度和精度。
这种模数转换器结构由多个级别组成,每个级别都包含子ADC和数字校正逻辑,以实现高速、高精度的转换。
接下来,我们讨论了纳米级制程技术对高精度流水线-逐次逼近型模数转换器的影响。
纳米级制程技术在芯片设计中具有更高的集成度和更小的尺寸,能够实现更高的转换速度和更低的功耗。
同时,纳米级制程技术还可以提供更高的信号精度和更低的噪声水平,有助于提高ADC的精度和稳定性。
我们还阐述了纳米级高精度流水线-逐次逼近型模数转换器在实际应用中的优势。
首先,高精度的模数转换能够提高信号的采集和处理精度,有助于提高整个系统的性能。
其次,纳米级制程技术使得ADC的体积更小,适用于集成在高密度电子设备中。
此外,高精度的ADC还可以应用于医疗设备、通信系统、雷达系统等领域,提高系统的工作可靠性和精度。
进一步,我们探索了纳米级高精度流水线-逐次逼近型模数转换器研究的发展趋势。
首先,随着制程技术的进一步发展,纳米级芯片设计将会更加普遍。
其次,研究人员将会继续探索新的流水线-逐次逼近型模数转换器结构和算法,以提高ADC的速度和精度。
此外,随着人工智能和机器学习的兴起,纳米级高精度流水线-逐次逼近型模数转换器将有更广泛的应用前景。
最后,我们总结了纳米级高精度流水线-逐次逼近型模数转换器研究的关键问题和研究方向。
高速混合结构逐次逼近型模数转换器
![高速混合结构逐次逼近型模数转换器](https://img.taocdn.com/s3/m/103b5f3000f69e3143323968011ca300a6c3f62f.png)
高速混合结构逐次逼近型模数转换器高速混合结构逐次逼近型模数转换器摘要:本文介绍了一种高速混合结构逐次逼近型模数转换器。
模数转换器是一种关键的电子器件,用于将模拟信号转换为数字信号。
逐次逼近型模数转换器具有高转换速度和低功耗的优点,被广泛应用于通信、图像处理和音频处理等领域。
然而,传统的逐次逼近型模数转换器存在速度慢和精度损失等问题。
为了解决这些问题,本文提出了一种高速混合结构逐次逼近型模数转换器,该结构能够在保持高转换速度的同时提高转换精度。
实验结果表明,该模数转换器具有优异的性能,适用于高速信号处理系统。
1. 引言随着科技的发展,数字信号处理在通信、图像处理和音频处理等领域发挥着越来越重要的作用。
而模数转换器作为模拟信号转换为数字信号的关键设备,其性能对整个系统的性能有很大影响。
逐次逼近型模数转换器是目前应用最广泛的模数转换器之一。
它通过逐步逼近的方式将模拟信号转换为数字信号。
以二进制逐次逼近型模数转换器为例,它将模拟信号与阈值进行比较,并根据比较结果确定二进制位的值。
逐次逼近型模数转换器具有转换速度快、精度高和功耗低的优点。
然而,传统的逐次逼近型模数转换器在高速处理信号时存在一些问题。
首先,由于逐步逼近的方式,转换速度受到限制。
其次,由于多级比较器的使用,转换精度可能会有损失。
因此,如何提高逐次逼近型模数转换器的转换速度和精度成为一个挑战。
2. 高速混合结构逐次逼近型模数转换器的设计为了解决传统逐次逼近型模数转换器的问题,本文提出了一种高速混合结构逐次逼近型模数转换器。
该转换器结合了逐次逼近型模数转换器和并行处理的思想,旨在提高转换速度和转换精度。
2.1 结构设计高速混合结构逐次逼近型模数转换器的结构如图1所示。
它包括输入模块、比较器模块、控制单元和数字输出模块。
输入模块用于接收模拟信号并进行预处理。
比较器模块由多个比较器组成,每个比较器用于比较输入信号与阈值之间的关系。
控制单元根据比较结果决定逐次逼近的次数以及比较器的输入信号。
逐次逼近 adc 原理
![逐次逼近 adc 原理](https://img.taocdn.com/s3/m/a1301d37a517866fb84ae45c3b3567ec102ddc0e.png)
逐次逼近adc 原理ADC(模数转换器)是一种电子器件,用于将模拟电信号转换为数字信号。
它在各种应用领域中广泛使用,包括通信、计算机、音频、视频和测量等。
ADC原理是基于采样和量化两个步骤。
在采样过程中,模拟输入信号通过采样开关进行采样,得到一系列离散时间点上的采样值。
在量化过程中,采样值经过量化器转换为对应的数字值。
具体到逐次逼近ADC原理,它是一种常见的ADC实现方法。
它的工作原理可以分为多个步骤。
首先,逐次逼近ADC需要一个参考电压作为参考,在电路中通常通过稳压器等方式提供。
参考电压是一个已知的固定电压值,用来作为ADC的基准。
其次,逐次逼近ADC通过逐步逼近的方式来对输入信号进行量化。
整个量化过程分为多个时钟周期,每个时钟周期处理一位二进制码。
ADC内部有一个运算放大器,它的输出与输入信号进行比较,判断输入信号是否在量化范围内。
在逐次逼近ADC的第一个时钟周期中,输入信号被与参考电压进行比较。
如果输入信号大于参考电压的一半,则该量化位被置1,否则被置为0。
接着,ADC 会将该比较结果与已有的量化结果进行结合。
在后续的时钟周期中,ADC会通过逐位逼近的方式对剩余的未量化位进行量化。
在每个时钟周期中,ADC会将当前参考电压的一半与运算放大器的输出进行比较,根据比较结果确定该位是1还是0,并继续更新已有的量化结果。
这个过程会一直进行下去,直到所有位被量化完成。
最终得到的数字值就是输入信号在ADC的量化结果。
逐次逼近ADC有几个特点:首先,它的量化精度与时钟周期数相关。
时钟周期越多,量化精度越高,但是转换速度也越慢。
其次,逐次逼近ADC具有较低的功耗。
因为它是通过逐位逼近的方式进行量化,只有正在处理的那一位需要进行比较,其他位则处于低功耗模式。
此外,逐次逼近ADC还具有较高的线性度和稳定性。
因为量化过程是逐位进行的,可以在每一位上进行精确的比较和调整,从而提高线性度和稳定性。
总结来说,逐次逼近ADC是一种常见的模数转换器,它通过逐步逼近的方式对输入信号进行量化。
逐次逼近ADC原理
![逐次逼近ADC原理](https://img.taocdn.com/s3/m/d63e4be64afe04a1b071de78.png)
模数转换器其本质就是一个编码的过程,由于传输到数模转换器的自然信号随着时间的变化而变化。
为了实现对模拟信号的处理和储存,我们必须对信号进行编码,为此,我们选择了最基本,也是最实用的编码——2进制编码。
首先,模拟信号通过滤波器,过滤掉高频信号,得到我们需要的信号。
然后经过采样和保持电路采集模拟信号当中某一段时间的信号值,这一段时间一方面决定了采样频率的大小,另外一方面也是后面的电路结构所消耗掉的总的时间。
这段时间内得到的采样值传输到比较器当中,比较器的另外一个输入信号由数模转换器和寄存器共同作用来给出。
比如我们这次的电源电压是2V,比较器的输入电压范围是0~2V,因此采样与保持电路的电压输入范围也是0~2V。
我们的比较精度是10位,也就是比较器要在一个采样周期内进行10次比较。
最开始的时候,寄存器将这10位的2进制数字信号都置0。
然后进行第一位,也就是最高位的比较,这时数模转换器将输入电压范围的中值,也就是1V,传输给比较器的一个输入端口,比较器的另外一个输入端口来自采样与保持电路。
当采样电压高于中值1V时,寄存器的最高位由0变为1,同时逻辑控制单元控制数模转换器的下一个输入到比较器端口的电压为1V到2V的中值处,也就是1.5V,将1.5V传入到比较器的输入端口,和采样信号进行比较,输出第二位的数字信号。
以此类推,可以得到10位的数字信号。
当采样电压低于中值电压1V时,寄存器的最高位仍然为0,同时逻辑控制单元控制数模转换器的下一个输入到比较器端口的电压为0~1V的中值处,也就是0.5V,将0.5V穿入到比较器的输入端口,和采样信号进行比较,输出第二位的数字信号。
以此类推,进行10次这样的比较便可以得到10位编译模拟信号的数字信号。
图4.21逐次逼近式AD转换器原理框图
![图4.21逐次逼近式AD转换器原理框图](https://img.taocdn.com/s3/m/555d709ba1116c175f0e7cd184254b35eefd1acf.png)
A/D转换器A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。
模拟量可以是电压、电流等电信号,也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。
但在A/D转换前,输入到A/D 转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。
A/D转换后,输出数字信号可以有8位、10位、12位和16位等。
AD转换器的工作原理主要介绍3种:逐次逼近法双积分法电压频率转化法1 逐次逼近法:逐次逼近式A/D是比较常见的一种A/D转换电路,转换的时间为微秒级。
采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成,如图4.21所示。
基本原理是从高位到低位逐位试探比较,好像用天平称物体,从重到轻逐级增减砝码进行试探。
图4.21 逐次逼近式A/D转换器原理框图逐次逼近式A/D转换器原理框图逐次逼近法转换过程是:初始化时将逐次逼近寄存器各位清零;转换开始时,先将逐次逼近寄存器最高位置1,送入D/A转换器,经D/A转换后生成的模拟量送入比较器,称为Vo,与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较,若V,该位1被保留,否则被清除。
然后再置逐次逼近寄存器次高位为1,将寄存器中新的数字量送D/A转换器,输出的Vo再与Vi比较,若VoVi,该位1被保留,否则被清除。
重复此过程,直至逼近寄存器最低位。
转换结束后,将逐次逼近寄存器中的数字量送入缓冲寄存器,得到数字量的输出。
逐次逼近的操作过程是在一个控制电路的控制下进行的。
2双积分法:采用双积分法的A/D转换器由电子开关、积分器、比较器和控制逻辑等部件组成。
如图4.22所示。
基本原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔,再把此时间间隔转换成数字量,属于间接转换。
图4.22 双积分式A/D转换的原理框图双积分法A/D转换的过程是:先将开关接通待转换的模拟量Vi,Vi采样输入到积分器,积分器从零开始进行固定时间T的正向积分,时间T到后,开关再接通与Vi极性相反的基准电压VREF,将VREF输入到积分器,进行反向积分,直到输出为0V时停止积分。
逐次逼近式ad转换原理
![逐次逼近式ad转换原理](https://img.taocdn.com/s3/m/202f8a5068eae009581b6bd97f1922791688be6b.png)
一、逐次逼近式AD转换器与计数式A/D转换类似,只是数字量由“逐次逼近寄存器SAR”产生。
SAR使用“对分搜索法”产生数字量,以8位数字量为例,SAR首先产生8位数字量的一半,即10000000B,试探模拟量Vi的大小,若Vo>Vi,清除最高位,若Vo<Vi,保留最高位。
在最高位确定后,SAR又以对分搜索法确定次高位,即以低7位的一半y1000000B(y为已确定位) 试探模拟量Vi的大小。
在bit6确定后,SAR以对分搜索法确定bit5位,即以低6位的一半yy100000B(y为已确定位) 试探模拟量的大小。
重复这一过程,直到最低位bit0被确定,转换结束。
转换过程:(1)首先发出“启动信号”信号S。
当S由高变低时,“逐次逼近寄存器SAR”清0,DAC输出Vo=0,“比较器”输出1。
当S变为高电平时,“控制电路”使SAR开始工作。
(2)SAR首先产生8位数字量的一半,即10000000B,试探模拟量的Vi大小,若Vo>Vi,“控制电路”清除最高位,若Vo<Vi,保留最高位。
(3)在最高位确定后,SAR又以对分搜索法确定次高位,即以低7位的一半y1000000B(y 为已确定位) 试探模拟量Vi的大小。
在bit6确定后,SAR以对分搜索法确定bit5位,即以低6位的一半yy100000B(y为已确定位) 试探模拟量Vi的大小。
重复这一过程,直到最低位bit0被确定。
(4)在最低位bit0确定后,转换结束,“控制电路”发出“转换结束”信号EOC。
该信号的下降沿把SAR的输出锁存在“缓冲寄存器”里,从而得到数字量输出。
从转换过程可以看出:启动信号为负脉冲有效。
转换结束信号为低电平。
我觉得,这有点像数学中的二分法,如给一个数a,先用8'b1000000(设为b)与a相比较,如果a大于b,则保留最高位1,即原来的范围变成了0-7'b1111111(第8位已确认)。
sar adc工作原理
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sar adc工作原理SAR ADC,又称为逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Register ADC),是一种常见的模数转换器。
它的工作原理是通过对比输入信号和内部参考电压,逐步逼近地确定输入信号的数字表示。
SAR ADC的核心部件是逐次逼近寄存器(Successive Approximation Register)。
该寄存器由一系列电平切换电容和逻辑电路组成。
工作过程可以分为以下几个步骤:1. 存储参考电压:首先,将一个固定的参考电压值存储到逐次逼近寄存器中。
这个参考电压可以通过一个参考电压源提供。
2. 设置比较器:将输入信号与模拟开关电容相连接,并将比较器的反馈连接到逐次逼近寄存器的输出。
3. 初始化逼近寄存器:将逐次逼近寄存器的最高位设置为1,其他位设置为0。
这相当于给出了一个初始逼近量(initial approximation)。
4. 模拟-数字转换:开始逐步逼近过程。
从最高位开始,将逐次逼近寄存器的每一位按照顺序置为1,并将结果输入给比较器进行比较。
如果比较器输出高电平表示逼近值大于输入信号,反之,如果比较器输出低电平表示逼近值小于输入信号。
5. 更新逼近寄存器:根据比较器的输出结果,将逐次逼近寄存器的对应位更新为上一个逼近阶段的结果。
如果比较器输出高电平,表示逼近值大于输入信号,将对应位更新为0;如果比较器输出低电平,表示逼近值小于输入信号,将对应位保持为1。
6. 完成逼近:重复步骤4和步骤5,直到逐次逼近寄存器的所有位均被处理完。
此时,逐次逼近寄存器中存储的就是输入信号的数字表示。
SAR ADC具有如下特点:1. 快速的采样率:SAR ADC的工作速度很快,可以实现高采样率。
这是因为逼近过程只需要一个时钟周期完成,且每个时钟周期可以确定一位。
2. 相对较低的功耗:由于逼近过程是逐步进行的,每个步骤的时间较短,所以整个转换过程的功耗相对较低。
adc0809工作原理
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adc0809工作原理
ADC0809是一种8位数模转换器,用于将模拟电压信号转换
为相应的数字数据。
它是一种逐次逼近型模数转换器,工作原理如下:
1.输入电压采样:输入电压信号通过输入引脚IN来采样,通
常使用一个电阻分压器将输入电压范围缩放到ADC0809的工
作范围内。
2.开始转换:当启动输入引脚(START)从低电平切换到高电平时,模数转换开始。
同时,ADC0809开始采样输入信号并
将其转换为相应的数字数据。
3.逐次逼近转换:ADC0809采用逐次逼近型转换方法,即根
据转换结果的高低判断输入信号的数值,并逐步缩小转换范围直到最终达到精确的转换值。
4.转换完成:转换完成后,数值数据可以通过8个输出引脚来
获取。
这些引脚分别对应于转换结果的每一位,从最高位(MSB)到最低位(LSB)。
5.结束转换:当转换完成后,ADC0809会自动将结束信号(EOC)引脚从低电平切换到高电平,表示转换过程已经结束,可以获取结果数据。
总结:ADC0809通过逐次逼近型转换方法将输入电压信号转
换为对应的8位数字数据。
通过合适的输入电路、控制信号和数据处理,可以实现模拟信号的准确数字化处理。
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逐次逼近型模数转换器基本原理
逐次逼近型模数转换器一般由顺序脉冲发生器、逐次逼近寄存器、数模转换器和电压比较器等几部分组成,其原理框图如图11-3所示。
图11-3 逐次逼近型模数转换器的原理框图
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。
这个数码被数模转换器转换成相应的模拟电
压,送到比较器中与进行比较。
若>,说明数字过大了,故将最高位的
1清除;若<,说明数字还不够大,应将最高位的1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。
可见逐次逼近转换过程与用天平称量一个未知质量的物体时的操作过程一样,只不过使用的砝码质量一个比一个小一半。
能实现图11-3所示方案的电路很多。
图11-4所示电路是其中的一种,这是
一个四位逐次逼近型模数转换器。
图中四个JK触发器~组成四位逐次逼
近寄存器;5个D触发器~接成环形移位寄存器(又称为顺序脉冲发生器),
它们和门~一起构成控制逻辑电路。
图11-4 四位逐次逼近型模数转换器
现分析电路的转换过程。
为了分析方便,设D/A转换器的参考电压为=+8 V,输入的模拟电压为=4.52 V。
转换开始前,先将逐次逼近寄存器的四个触发器~清零,并把环形计数器的状态置为00001。
第1个时钟脉冲C的上升沿到来时,环形计数器右移一位,其状态变为10000。
由于,均为0,于是触发器被置1,和被置0。
所以,这时加到D/A转换器输入端的代码为1000,D/A转换器的输出电压为
和在比较器中比较,由于<,所以比较器的输出电压为。
第2个时钟脉冲C的上升沿到来时,环形计数器又右移一位,其状态变为
01000。
这时由于,,均为0,于是触发器的1保留。
与此同时,的高电平将触发器置1。
所以,这时加到D/A转换器输入端的
代码为1100,D/A转换器的输出电压为
和在比较器中比较,由于>,所以比较器的输出电压为。
第3个时钟脉冲C的上升沿到来时,环形计数器又右移一位,其状态变为
00100。
这时由于,,均为0,于是触发器的1保留,
而被置0。
与此同时,的高电平将置1。
所以,这时加到D/A转换器输入端的代码为1010,D/A转换器的输出电压为
和在比较器中比较,由于>,所以比较器的输出电压为。
第4个时钟脉冲C的上升沿到来时,环形计数器又右移一位,其状态变为00010。
这时由于,,均为0,于是触发器、的状态保持不变,
而触发器被置0。
与此同时,的高电平将触发器置1。
所以,这时加到
D/A转换器输入端的代码为1001,D/A转换器的输出电压为
和在比较器中比较,由于<,所以比较器的输出电压为。
第5个时钟脉冲C的上升沿到来时,环形计数器又右移一位,其状态变为00001。
这时由于,,均为0,触发器、、、的状态均
保持不变,即加到D/A转换器输入端的代码为1001。
同时,的高电平
将门~打开,使作为转换结果通过门~送出。
这样就完成了一次转换。
转换过程如表11-2所示。
表11-2 四位逐次逼近型模数转换器的转换过程
上例中的转换误差为0.02 V。
转换误差的大小取决于A/D转换器的位数,位数越多,转换误差就越小。
从以上分析可以看出,图11-4所示四位逐次逼近型模数转换器完成一次转换需要5个时钟脉冲信号的周期。
显然,如果位数增加,转换时间也会相应地增加。
逐次逼近型模数转换器的分辨率较高、误差较低、转换速度较快,是应用非
常广泛的一种模数转换器。