AD转换器及其外围电路设计.
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实例:ADC0809
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A/D的选择
转换器的位数 转换器的转换速率 工作电压和基准电压 输入电压范围
ADC电路的必备条件
电源 时钟 模拟输入 数字输出与控制信号
ADC的电源
电源去耦电路 避免较大电流干扰串入电路 电源端加限流电阻(100~200Ω)-晶闸管 特性(CMOS电路共性)
时钟
采样速率(高速时钟问题) 部分AD时钟需要差分时钟输入
模拟输入
不要超过量程范围 负压提升(加法器) 部分输入信号要求差分(AD8138)
信号的无源衰减电路
数据输出
I/O口控制 总线形式控制(SPI、USART等) 输出的速度与单片机的接口能力问题
A/D使用中的注意事项
信号的采样频率与信号本身之间的关系 (奈奎斯特采样定理) AD的采样速率应是模拟带宽的5~10倍才能 准确的重现信号。
电流转电压电路
精密电阻、低通滤波、跟随器
常用的AD芯片
ADC0804、ADC0809、ADC0832、ADS 系列(如:ADS8505、ADS803)、TLC系 列(TLC2543、TLC5510) PCF8591(集成AD和DA、IIC总线)
AD转换器及其外围 电路设计
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A/D转换器基本原理
连接模拟-数字的桥梁 对模拟信号进行抽样(取样-量化-编码)
A/D转换器的性能指标
位数:AD转换对应的位数,常见的有8位、10位、12位、 14位、16位、24位 分辨率:输出数字量变化一个数字量时输入的模拟电压的 变化量,分辨率= 满刻度电压 2n -1
A/D转换器的类型
并联比较式:超高速、6~10位、几十ns转换时间、 几十MSa/s采样率(TLC5510) 分级式:高速、8~16位、几十~几百ns、几 MSa/s 逐次逼近式:综合性价比较高、8~16位、几~几 十us、几十~几百kSa/s(TLC0831) ∑-Δ式:高分辨率、高精度、16~24位、几~几十 ms、几十kSa/s(AD7705) 积分式:高精度、高抗干扰、12~16位、几十~几 百ms、几~几十Sa/s(TLC7135) V/F型 :低成本、高分辨率、8~16位、几十~几 百ms、几~几十Sa/s(AD650)
转换时间:完成一次转换需要的时间(单位:ns、us) 量化误差:由于AD的分辨率引起的误差,指量化结果和 被量化模拟量的差值,分辨率高的AD量化误差小
A/D转换器的性能指标
采样率:(单位: Sa/s、kSa/s、MSa/s) 非线性度:转换器实际的转换曲线与理想转换曲 线的偏移 偏移误差:输入信号为零时,输出信号不为零的 值,由AD内部的放大器或比较器输入的失调电压 或失调电流引入 输入电压范围:不要超出电压范围,一般输入电 压<电源电压,且AD输入电压一般只有正电压