ADC

模数转换通常涉及采样，保持，量化和编码的几个步骤。

在实际电路中，组合了一些过程，例如采样和保持，并且在转换过程中同时实现量化和编码。

采样定理：当采样频率大于模拟信号最高频率分量的两倍时，采样值可以反映原始模拟信号而不失真。

1.转换精度集成ADC通过分辨率和转换误差描述转换精度。

2.分辨率分辨率通常用输出二进制或十进制数位中的位数表示，因为位数越大，量化单位越小，输入信号的分辨率越高。

例如，输入模拟电压在0到5 V之间变化，输出8位二进制数可以解析最小模拟电压5 V×2-8 = 20 mV;输出12位二进制数可以解析最小模拟电压5 V×2-12≈1.22mV。

3.转换误差表示校准零点和满量程后，在整个转换范围内测量测量范围与每个数字量对应的模拟输入电压理论范围之间的偏差，最大偏差取为转换。

错误的指标。

它通常表现为相对误差，以LSB单位表示。

例如，ADC0801的相对误差为±LSB。

4.转换速度完成模数转换所需的时间称为转换时间。

在大多数情况下，转换速度是转换时间的倒数。

ADC的转换速度主要取决于转换电路的类型。

并行比较ADC具有最高的转换速度（转换时间可小于50 ns），逐次逼近型ADC需要第二次（转换时间在10到100μs之间）。

双积分ADC转换速度最低（转换时间在几十毫秒到几百毫秒之间）。

ADC的量化将模拟信号范围分成多个离散幅度，并确定输入信号所属的幅度。

编码是为每个幅度分配唯一的数字代码以及确定对应于输入信号的代码。

最常见的代码系统是二进制，它具有2n个数量级（n是位数），可以逐个编号。

有许多模数转换方法。

从转换原则来看，它可以分为两大类：直接法和间接法。

直接方法是直接将电压转换为数字量。

它使用由数字 - 模拟网络输出的一组参考电压来重复比较从高位置到测量电压的测量电压，直到两者达到或接近平衡（见图）。

控制逻辑可以实现二分搜索的控制，比较方法就像平衡称重。

首先，二进制系统的最高位是Dn-1 = 1，并且在数模转换之后，获得整个范围的一半的模拟电压VS，其与输入电压Vin进行比较。

如果Vin＆amp; gt; VS，则保留该位;如果Vin＆amp; lt; ; Vin，然后Dn-1 = 0。

然后使下一位Dn-2 = 1，将其与Vin与前一结果进行比较，并重复该过程直到D0 = 1，然后与Vin比较，通过Vin＆amp; gt; VS或Vin＆lt; lt; ; V决定是否保留这一点。

在n次比较之后，n位寄存器的状态是转换后的数据。

这种直接逐位比较型（也称为反馈比较型）转换器是一种高速数模转换电路，转换精度高，但干扰抑制性差，通常用于补偿数据放大器的性能。

它最常用于计算机接口电路中。

间接方法不会将电压直接转换为数字，而是首先将其转换为中间数量，然后将其转换为数字。

常用的是电压 - 时间间隔（V / T）类型和电压 - 频率（V / F）类型，其中更常用的是电压 - 时间间隔类型的双斜率方法（也称为双积分方法）。

在确定数字量DA并且DAC由DAC转换为模拟量UA之后，与要转换的模拟量UX相比，如果比较结果UA = UX，则可以确定转换的数字量是DA。

。

顺序脉冲发生器由一个5位环形计数器组成，该计数器向逐次逼近寄存器输出一定时间内的五个CP脉冲。

逐次逼近寄存器由四个D触发器组成，在连续脉冲CP1至CP2的推动下，通过电压比较器记忆每次比较的结果并修改设置以向DAC提供新的二进制输入数。

待转换的模拟电压UX发送到电压比较器的非反相输入端，比较器的反相输入端是DAC输出的模拟电压UA，最终的比较结果以由四个D触发器数字化。

完成AD转换。