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文档简介
1、精选优质文档-倾情为你奉上AD选型需要考虑的因素A/D器件和是实现数据采集的常用外围器件。A/D转换器的品种繁多、性能各异,在设计数据采集系统时,首先碰到的就是如何选择合适的A/D转换器以满足系统设计要求的问题。选择A/D转换器件需要考虑器件本身的品质和应用的场合要求,基本上,可以根据以下几个方面的指标选择一个A/D器件。 (1)A/D转换器位数 A/D转换器位数的确定,应该从数据采集系统的静态精度和动态平滑性这两个方面进行考虑。从静态精度方面来说,要考虑输入信号的原始误差传递到输出所产
2、生的误差,它是模拟信号数字化时产生误差的主要部分。量化误差与A/D转换器位数有关。一般把8位以下的A/D转换器归为低分辨率A/D转换器,912 位的称为中分辨率转换器,13位以上的称为高分辨率转换器。10位A/D芯片以下误差较大,11位以上对减小误差并无太大贡献,但对A/D转换器的要求却提得过高。因此,取10位或11位是合适的。由于模拟信号先经过测量装置,再经A/D转换器转换后才进行处理,因此,总的误差是由测量误差和量化误差共同构成的。A/D转换器的精度应与测量装置的精度相匹配。也就是说,一方面要求量化误差在总误差中所占的比重要小,使它不显著地扩大测量误差;另一方面必须根据目前测量装置的精度水
3、平,对A/D转换器的位数提出恰当的要求。 目前,大多数测量装置的精度值不小于01%0.5%,故A/D转换器的精度取0.05%0。1%即可,相应的二进制码为1011位,加上符号位,即为1112位。当有特殊的应用时,A/D转换器要求更多的位数,这时往往可采用双精度的转换方案。 (2)A/D转换器的转换速率 A/D转换器从启动转换到转换结束,输出稳定的数字量,需要一定的转换时间。转换时间的倒数就是每秒钟能完成的转换次数,称为转换
4、速率。 确定A/D转换器的转换速率时,应考虑系统的采样速率。例如,如果用转换时间为100us的A/D转换器,则其转换速率为10KHz。根据采样定理和实际需要,一个周期的波形需采10个样点,那么这样的A/D转换器最高也只有处理频率为1KHz的模拟信号。把转换时间减小,信号频率可提高。对一般的单片机而言,要在采样时间内完成A/D转换以外的工作,如读数据、再启动、存数据、循环计数等已经比较困难了。 (3)采样/保持器 采集直流和
5、变化非常缓慢的模拟信号时可不用采样保持器。对于其他模拟信号一般都要加采样保持器。如果信号频率不高,A/D转换器的转换时间短,即采样高速A/D时,也可不用采样/保持器。 (4)A/D转换器量程 A/D转换时需要的是双极性的,有时是单极性的。输入信号最小值有的从零开始,也有从非零开始的。有的转换器提供了不同量程的引脚,只有正确使用,才能保证转换精度。在使用中,影响A/D转换器量程的因素有:量程变换和双极性偏置;双基准电压;A/D转换器内部比较器输入端的正确使用。
6、 (5)满刻度误差 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。 (6)线性度 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移。 AD转换器的主要性能指标 量化误差与分辨率AD转换器的分辨率 习惯上以输出二进制的位数或BCD码位数表示。量化误差和分辨率是统一的。量化误差是由于有限数字对模拟数字进行离散取值(量化)而引起的误差。因此,量化误差
7、理论上为一个单位分辨率,即士l/2LSB。提高分辨率可减少量化误差。 转换精度 AD转换精度反映了一个实际AD转换器在量化值上与理想AD转换器进行模数转换的差值,可表示成绝对误差或相对误差,与一般测试仪表的定义相似。 转换时间与转换速率 转换时间被定义为AD转换器完成一次完整的测量所需要的时间,即从输入端加入信号到输出端出现相应数码的时间。通常,转换速率是转换时间的倒数。 抑制比电源抑制比(PSRR) 反映AD转换器对电源电压变化的抑制能力,用改变电源电压使数据发生士ILSB变化时所对应的电源电压变化范围来表示。 AD芯片接模拟信号: 每个A/D器件都有模拟信号输入脚,有的是差分输入,使用这样的A/D时把模拟信号的正端接到A/D差分输入的正端,模拟信号的负端接到A/D差分输入的负端即可;有的A/D是单端输入,使
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