A/D转换器有哪些类型及作用是什么？

2023年08月28日 07:31:52 人气: 51 来源: 深圳市泰德兰电子有限公司

　　A/D转换器

　　A/D转换器是从自然界的现象(各种各样的应用)产生的模拟信号变换为数字信号(A/D变换)的东西。这个工作是指由模拟信号经过采样→量化→编码变换为数字信号的一系列步骤。

　　集成A/D转换器，因为模拟信号在时间上是连续的,所以,在将模拟信号转换成数字信号时，必须在选定的一系列时间点上对输入的模拟信号进行采样，然后将这些采样值转换成数字量输出。通常A/D转换的过程包括采样、保持和量化、编码两大步骤。

　　采样：是指周期地获取模拟信号的瞬时值，从而得到一系列时间上离散的脉冲采样值。

　　保持：是指在两次采样之间将前一次采样值保存下来，使其在量化编码期间不发生变化。

　　采样保持电路一般由采样模拟开关、保持电容和运算放大器等几个部分组成。经采样保持得到的信号值依然是模拟量，而不是数字量。任何一个数字量的大小，都是以某个最小数字量单位的整数倍来表示的。

　　量化：将采样保持电路输出的模拟电压转化为最小数字量单位整数倍的转化过程称为量化。所取的最小数量单位叫做量化单位，其大小等于数字量的有效位所代表的模拟电压大小，记作ULSB。

　　编码：把量化的结果用代码(如二进制数码、BCD码等)表示出来，称为编码。A/D转换过程中的量化和编码是由A/D转换器实现的。

　　一 .A/D转换器的类型，A/D转换器的类型很多，根据转换方法的不同，的A/D转换器有如下几种类型。

　　1.并行比较型A/D转换器

　　并行比较型A/D转换器由电阻分压器、电压比较器、数码寄存器及编码器4个部分组成。这种A/D转换器的优点是转换速度快，其转换时间只受电路传输延迟时间的限制，能达到低于20ns。缺点是随着输出二进制位数的增加，器件数目按几何级数增加。一个n位的转换器，需要2n-1个比较器。例如，n=8时，需要28-1=255个比较器。因此，制造高分辨率的集成并行A/D转换器受到一定限制。显然，这种类型的A/D转换器适用于要求转换速度高、但分辨率较低的场合。

　　2.逐次比较型A/D转换器

　　逐次比较型A/D转换器是集成ADC芯片中使用泛的一种类型。它由电压比较器、逻辑控制器、D/A转换器及数码寄存器组成。逐次比较型A/D转换器的特点是转换速度较快，且输出代码的位数多，精度高。

　　3.双积分型A/D转换器

　　双积分型A/D转换器是一种间接A/D转换器。其工作原理是把输入的模拟电压转换成一个与之成正比的时间宽度信号，然后在这个时间宽度里对固定频率的时钟脉冲进行计数，其结果就是正比于输入模拟信号的数字量输出。它由积分器、检零比较器、时钟控制门和计数器等几部分组成。双积分型A/D转换器的优点是精度高、抗力强，缺点是速度较慢。在对速度要求不高的数字化仪表中得到广泛使用。

　　二、使用在不同应用上，过程中作用各不同：

　　1. 使用电阻的产品

　　电阻元件是在IC上易处理的模拟设备。

　　比精度也比较好,无需修整就可以实现高达约10bit的精度。

　　由于选择合适的电阻值，从低速到高速，可涵盖的范围很广。

　　2. 使用电容器的产品

　　在一般IC中由于电容器比电阻的相对精度高，在中高精度的D/A转换器中使用的比较多。

　　为了获取更高的精度，必须要大电容，充放电时长时间加速比较困难。

　　另外，在低频时为了补充泄漏电流，需要不断更新，所以工作变得复杂。

　　3. 使用电流的产品

　　这是面向高速(数MHz～)用途的变换方式。根据数字输入，通过开关电流源来切换输出电流。

　　输出电流是用电阻、运算放大器来进行电流-电压的变换。

　　4. 过采样方法

　　面向高精度(16bit～)用途的变换方式。

　　这是过滤了低分辨率和高采样率的输出，从而得到所期望的模拟信号。

　　用"0"和"1"2个值输出和低通滤波器来构成的1bitΔ-Σ的方法是常见的。

关键词：转换器

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