1-19-2逐次比较型模数转换器的工作原理

1、10.2.3逐次比较型A/D转换器量化单位模拟量1. 转换原理逐次逼近转换过程与用天平称物重非常相似 。所用砝码重量：8克、4克、2克和1克。设待秤重量Wx = 13克。称重过程在A/D转换器中, 一次、一次地产生不同数字量，并将其转换为模拟电压和输入模拟量比较,直到这个数字量成正比的模拟电压与输入模拟量相等所加砝码重量结果第一次8克砝码总重 待测重量Wx ，8克砝码保留8克第二次再加4克砝码总重仍 待测重量Wx ， 2克砝码撤除12克第四次再加1克砝码总重 待测重量Wx ， 1克砝码保留13克模拟uI量输入10.2.3逐次比较型A/D转换器1. 转换原理第一个CP：CP时钟uA=6.84V电

2、压比较器1uI 5VDn-1 Dn-2数字量输出D1D0控制逻辑电路启动脉冲VREFD/A 转换器VREF=10VuO = 5V数据寄存器100 0 移位寄位器100 010.2.3逐次比较型A/D转换器1. 转换原理第二个CP：CP时钟模拟量输入uI00uI7.5V1Dn-1 Dn-20数字量输出D1D0uO= 7.5V控制逻辑电路启动脉冲VREFD/A 转换器VREF=10V数据寄存器11 0 0 电压比较器移位寄位器1 0 uI=6.84VVREF10.2.3逐次比较型A/D转换器1. 转换原理第三个CP：CP时钟模拟量输入uI u6.25VI10数字1量输出Dn-1 Dn-2D1D0u

3、O= 6.25V控制逻辑电路启动脉冲D/A 转换器VREF=10V数据寄存器10 1 0 电压比较器移位寄位器00 1 0uA=6.84V10.2.3逐次比较型A/D转换器10msCP启动脉冲111111110D700001000D60 111010101010D500100D4000110111111D300000D120000001111D100000001DuO0V9876543210VREF=10V7.500006.87506.8359376.718756.56256.25006.7968755.0000uA=6.84V0.00t /ms转换时间 = 80ms1逐次比较型A/D转换器1

4、0.2.3启动后= VREFuA=6.84VVREF=10V= 5V2uOD/A 转换器uIVREFu =6.84VAD1D1D2D3+(MSBD3D2 D1 D0u(LSB)C1FF0FF1FF2FF3FF4Q0Q1Q2Q3Q4RR 1DR 1DR 1DR1DC1 00001C1 C1 C1C1SSSSS1 1 1 1 0Q501RG2QE QD QC QB QA移位寄存器1S+5V1D&S为高位串行输入CPC1启动脉冲F E D C B A1 1 1 1 0+5VCPF为并行置数端，+5V0第二个CPuOuID/A 转换器VREFuA=6.84V+D1D1D2D3(MSB0011D3 1D

5、2uD1(LSB)CD001FF0FF1FF2FF3FF4 Q0RQ1RQ2RQ3RQ4R0C1 1D1D1D11D0C1 0C1 1C1 C1 SSSSSQ51 1 1 0 1RG2111DQE QD QC QB QA S+5VC1&CP移位寄存器启动脉冲F E D C B A+5VCP1+5V 第二个CP：确定D3，并产生输入电压与（） 3的V 比较/4结果送至数据REF寄存器的 D4D1。u第三个CPuOuID/A 转换器VREFD1D1D2D3A=6.84V+01011(MSBD3D20uD1(LSB)01CD01FF0FF1FF2FF3FF4 Q0RQ1RQ2RQ3RQ4R0C1 0

6、1D01D01D11DC1 C1 C1 C1 SS1SSSQ51 1 0 1 11RG211DQE QD QC QB QA S+5VC1&CP移位寄存器启动脉冲F E D C B A+5VCP1+5V= 5VREF /8 = 6.25V+5VuOVREFD1uA=6.84VD1D2D31+1(MSB01(LSB)101D3 D2 D1 D0u1CFF0FF1FF2FF3FF4Q0Q1Q2Q3Q4RR 1DR 1DR 1DR1DC1 010110C1 C1 C1C1SSSSS1 0 1 1 1Q51RG2QE QD QC QB QA移位寄存器1S+5V1D&CPC1启动脉冲F E D C B A

7、1+5VCP 第四个CP：确定D1，并产生与9VREF/16的比较结果送至数据寄存器的 D4D1。uID/A 转换器= 9VREF /16 = 5.625V第四个CPuOuID/A 转换器VREFuA=6.84V+D1D1D2D3D3 1(MSBD20uD1 1(LSB)CD011FF0FF1FF2FF3FF4 Q0RQ1RQ2RQ3RQ4R0C1 11D11D01D11DC1 C1 C1 C1 1SSSSSQ50 1 1 1 11RG211DQE QD QC QB QA S+5VC1&CP移位寄存器启动脉冲F E D C B A+5VCP1+5V 第五个CP：确定D0 ，全部转换过程完成。第五个CP10.2.3逐次比较型A/D转换器小结：1、 逐次比较型A/D转换器输出数字量的位数越多转换精度越高；2、逐次比较型A/D转换器完成一次转换所需时间与其位数n和时钟脉冲频率有关，位数愈少，时钟频率越高，转换所需时间越短；9.2.4双积分式A/D转换器1、双