AD转换基本原理word文档良心出品

1、AD转换的基本原理和技术1.转换方式直接转换ADC2.电路结构逐次逼近ADC包括n位逐次比较型 A/D转换器如图11.10.1所示。它由控制逻辑电路、时序产生器、移位寄存器、 D/A转换器及电压比较器组成。Dtt 三 2启动脉冲图11.10.1逐次比较型 A/D转换器框图3.工作原理逐次逼近转换过程和用天平称物重非常相似。天平称重物过程是， 从最重的砝码开始试放， 与被称物体行进比较，若物体重于砝码，则该砝码保留，否则移去。再加上第二个次重砝码，由物体的重量是否大于砝码的重量决定第二个砝码是留下还是移去。照此一直加到最小一个砝码为止。将所有留下的砝码重量相加，就得此物体的重量。仿照这一思路，

2、逐次比较型A/D转换器，就是将输入模拟信号与不同的参考电压作多次比较,使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量对应值。对11.10.1的电路，它由启动脉冲启动后，在第一个时钟脉冲作用下，控制电路使时序产生器的最高位置1,其他位置0，其输岀经数据寄存器将10000,送入D/A转换器。输入电压首先与D/A器输岀电压（Vre/2 ）相比较，女nV1 Vref/2，比较器输岀为1,若vi( 3/4 )Vsef，则次高位Dn-2存1，否则D-2=0 ;如最高位为 0，J则vo=Vre/4，与VO比较，女nV 1Vre/4，J则Dn-2 位存1,否则存0。以此类推，逐次比较得到输岀数字量。为了进一步理

3、解逐次比较 A/D 转换器的工作原理及转换过程。下面用实例加以说明。设图 11.10.1 电路为 8 位 A/D 转换器，输入模拟量 v A=6.84V ， D/A 转换器基准电压 VREF=10V。 根据逐次比较D/A转换器的工作原理，可画岀在转换过程中CP启动脉冲、DD0及D/A转换器输 岀电压V。的波形，如图11.10.2所示。由图11.10.2可见，当启动脉冲低电平到来后转换开始，在第一个CP作用下，数据寄存器将 DD0=10000000送入D/A转换器，其输岀电压V0=5V, Va与v。比较，vaV0存1;第二个CP到来时,寄存器输岀 DD0=11000000 , Vo为7.5V ,

4、 Va再与7.5V比较，因Va7.5V，所以D6存0 ;输入第8 个时钟v0三个CP时，DD0=10100000，V0=6.25V ; Va再与Vo比较，如此重复比较下去，经周期，转换结束。由图中V0的波形可见，在逐次比较过程中，与输岀数字量对应的模拟电压逐渐逼近VA值，最后得到 A/D转换器转换结果 DD)为10101111。该数字量所对应的模拟电压 为 6.8359375V ，与实际输入的模拟电压 6.84V 的相对误差仅为 0.06%。cpJI1L_n_n_jI_rnii_ii_n_n启訖隊冷4.特点（1）转换速度:（n+1）Tcp.速度快。调整Vref,可改变其动态范围。图11.10.

5、2 8 位逐次比较型 A/D转换器波形图5.转换器电路举例常用的集成逐次比较型A/D转换器有 ADC0808/0809系列（8位）、AD575（10位）、AD574A（12位） 等。例11.10.14位逐次比较型 A/D转换器的逻辑电路如图11.10.3所示。图中5移位寄存器可进行并入/并岀或串入/串岀操作，其F为并行置数端，高电平有效，S为高位串行输入。数据寄存器由D边沿触发器组成，数字量从QQ输岀，试分析电路的工作原理。QoR ClD/A转换器PiiDtFritQiSSCK-iC；吐(MSB)6DDo (LSB)解：电路工作过程如下:R1DFFID 1S C B A图11.10.3 4位逐

6、次比较型 A/D转换器的逻辑电路当启动脉冲上升沿到来后，FF0FF4被清零，Q置1，Q的高电平开启 G2门,时钟CP脉冲进入移位寄存器。在第一个 CP脉冲作用下，由于移位寄存器的置数使能端F已有0变为1,并行输入数据ABCDE置入，QQQQO=01111 o Q的低电平是数据寄存器的最高位置1,即QQQQ=1000 oD/A转换将数字量1000转换为模拟电压 VO,送入比较器 C与输入模拟电压V1比较，若输入电压VI VO,则比较器C输岀VC为1,否则为0。比较结果送DDo第二个CP脉冲到来后，移位寄存器的串行输入端S为高电平，Q由0变1,同是最高位 Q的0移至次高位 Q。于是数据寄存器的 Q由0变1，这个正跳变作为有效触发信号加到FF4的CP端使Vc的信号对它们不起作用。Vc的电平得以在 Q保存下来。此时，由于其他触发器无正跳变脉冲,Q变为1后建立了新的D/A转换器的数据，输入电压在与其输岀电压VO相比较，比较结果在第三个时钟脉冲作用下存于Q。如此进行，直到Q由1变0，使Q由1变0后将G封锁，转换完毕。于是电路的输岀端C3D2DD0得到与输入电压 V