逐次比较型A/D转换器

时间:2023-03-10来源:佚名

1.转换原理

逐次比较型A/D转换器是目前采用最多的一种直接A/D转换器。逐次逼近转换过程与用天平称物重非常相似(天平称重的过程是,从最重的砝码开始试放,与被称物体进行比较,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,就得物体重量)。逐次比较型A/D转换器仿照这一思路,将输入模拟信号与不同的参考电压做多次比较,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。

n位逐次比较型A/D转换器框图如图1所示。它由控制逻辑电路、数据寄存器、移

逐次比较型A/D转换器

图1 逐次比较型A/D转换器框图

位寄存器、D/A转换器及电压比较器组成。

工作原理:电路由启动脉冲启动后,在第一个时钟脉冲作用下,控制电路是移位寄存器的最高位置1,其它位置0,其输出经数据寄存器将1000¼0送入D/A转换器。输入电压首先与D/A转换器输出电压 逐次比较型A/D转换器 /2)相比较,如 逐次比较型A/D转换器 /2,则为0。比较结果存于数据寄存器的 逐次比较型A/D转换器 位。然后在第二个CP作用下,移位寄存器的次高位置1,其它位置0。如果高位已存1,则此时 逐次比较型A/D转换器 。于是, 逐次比较型A/D转换器 再与 逐次比较型A/D转换器 相比较,如 逐次比较型A/D转换器 则次高位 逐次比较型A/D转换器 如最高位为0,则 逐次比较型A/D转换器 逐次比较型A/D转换器 逐次比较型A/D转换器 比较,如 逐次比较型A/D转换器 ,则 逐次比较型A/D转换器 位存1,否则存0……。依次类推,逐次比较得到输出数字量。

为进一步理解逐次比较器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2电路为8A/D转换器,输入模拟量 逐次比较型A/D转换器 D/A转换器基准电压 逐次比较型A/D转换器 =10V。根据逐次比较D/A转换器的工作原理,可以画出在转换过程中CP、启动脉冲、 逐次比较型A/D转换器 ,及D/A转换器输出电压 逐次比较型A/D转换器 的波形,如图2所示。

由图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 逐次比较型A/D转换器 =10000000送入D/A转换器,其输出电压 逐次比较型A/D转换器 第二个CP到来时,寄存器输出 逐次比较型A/D转换器 =11000000, 逐次比较型A/D转换器 为7.5V, 逐次比较型A/D转换器 再与7.5V比较,因为 逐次比较型A/D转换器 存0;输入第三个CP时, 逐次比较型A/D转换器 =10100000, 逐次比较型A/D转换器 逐次比较型A/D转换器 再与 逐次比较型A/D转换器 比较,……如此重复比较下去,经8个时钟周期,转换结束。由图中 逐次比较型A/D转换器 的波形可见,在逐次比较过程中,与输出数字量对应的模拟电压 逐次比较型A/D转换器 逐渐逼近 逐次比较型A/D转换器 值,最后得到A/D转换器转换结果 逐次比较型A/D转换器 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的相对误差为0.06%.

逐次比较型A/D转换器

2 8位逐次比较型A/D转换器波形图

例题1、四位逐次比较型A/D转换器的逻辑电路如图3所示。图中5位移位寄存器可进行并入/并出或串入/串出操作,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 逐次比较型A/D转换器 输出,试分析电路的工作原理。

逐次比较型A/D转换器

3 4位逐次比较型A/D转换器的逻辑电路

解:电路工作过程如下:当启动脉冲上升到来后, 逐次比较型A/D转换器 被清零, 逐次比较型A/D转换器 1 逐次比较型A/D转换器 的高电平开启 逐次比较型A/D转换器 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已由0变成1,并行输入数据ABCDE置入, 逐次比较型A/D转换器 逐次比较型A/D转换器 的低电平使数据寄存器的最高位置1,即 逐次比较型A/D转换器 =1000D/A转换器将数字量1000转换为模拟电压 逐次比较型A/D转换器 ,送入比较器C与输入模拟电压 逐次比较型A/D转换器 比较,若输入电压 逐次比较型A/D转换器 ,则比较器C输出 逐次比较型A/D转换器 1,否则为0。比较结果送 逐次比较型A/D转换器

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, 逐次比较型A/D转换器 0移至次高位 逐次比较型A/D转换器 。于是数据寄存器的 逐次比较型A/D转换器 0变成1,这个正跳变作为有效触发信号加到 逐次比较型A/D转换器 CP端使 逐次比较型A/D转换器 的电平得以在 逐次比较型A/D转换器 保存下来。此时,由于其他触发器无跳变脉冲, 逐次比较型A/D转换器 的信号对他们不起作用。 逐次比较型A/D转换器 1后建立了新的D/A转换器的数据,输入电压再与其输出电压 逐次比较型A/D转换器 相比较,比较结果在第三个时钟脉冲作用下存于 逐次比较型A/D转换器 。如此进行,直到 逐次比较型A/D转换器 封锁,转换完毕。于是电路的输出端 逐次比较型A/D转换器 得到与输入电压 逐次比较型A/D转换器 成正比的数字量。

由此以上分析可见,逐次比较型A/D转换器完成一次转换的时间与其位数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。这种A/D转换器具有转换速度快,精度高的特点。

    相关阅读

    理想运放的特性

    1 、开环电压增益 A od = ∞ 2 、差模输入电阻 r id = ∞ 3 、输出电阻 r 0 =0 4 、输入偏置电流 I B1 =I B2 =0 5 、共模抑制比 K CMRR = ∞ 6 、频带宽度 BW= ∞ 7 、输入失调电压、输入失调电流以及...
    2023-03-10

    闸刀开关怎么安装,铁壳开关与瓷底胶盖刀开关的安装方法

    有关闸刀开关的安装方法,闸刀开关怎么安装,有关铁壳开关的安装,瓷底胶盖刀开关的安装的步骤,闸刀开关安装时的注意事项,一起来了解下。 闸刀开关的安装方法 1、铁壳开关的...
    2022-12-10
    闸刀开关怎么安装,铁壳开关与瓷底胶盖刀开关的安装方法

    切削用量与切削层截面参数

    切削用量包括:切削速度v c 、进给量f(或进给速度v f )和背吃刀量(或切削深度)a p 。 1、切削速度v c 主运动速度即为切削速度。当主运动为旋转运动时,刀具或工件以最大直径处的...
    2023-03-15

    西门子变频器报F001和F0453故障原因

    F0453 ——电机堵转故障。 原因: - 升降斜率太陡。 - 变频器 启动时连接的电机仍然在旋转,变频器又没有使能捕捉再启动功能。 - 电机连接错误。 - 电机太小。 - 对于无传感器 矢量控...
    2023-03-16

    时间继电器的结构原理图解

    空气阻尼式时间继电器 利用空气阻尼原理达到延时的目的。它由电磁机构、延时机构和触点组成。其中电磁机构有交流、直流两种;延时方式有通电延时型和断电延时型,两种继电器原...
    2023-03-06
    时间继电器的结构原理图解

    热销商品

    加厚abs安全帽电工建筑工地程施工领导监理透气防砸头盔可印字V型

    这款加厚ABS安全帽专为电工、建筑工地施工人员、领导及监理设计,采用高强度ABS工程塑料,抗冲击、防砸性能优异,有效保障头部安全。帽体加厚设计,增强耐用性与防护等级...
    5.8

    水口钳高硬度模型剪钳电子钳工业级口水剪斜嘴钳偏口斜口专用钳子

    水口钳高硬度模型剪钳是一款工业级精密工具,专为电子、模型制作及精细作业设计。采用优质高碳钢材质,经热处理工艺打造,具备卓越的硬度和耐磨性,可轻松剪切金属引脚、...
    4.8

    170电子剪钳II 如意斜口钳 工业斜嘴钳水口钳 模型剪塑胶钳尖嘴钳

    170电子剪钳II如意斜口钳是一款专业级精密工具,集工业斜嘴钳、水口钳、模型剪、塑胶钳与尖嘴钳功能于一体,适用于电子维修、模型制作、手工艺及精密作业。其采用优...
    4.5

    安全帽国标工地加厚施工领导透气安全头盔建筑工程监理免费印字

    本款安全帽严格遵循国家GB 2811-2019标准,专为建筑工程、工地施工及监理人员设计。采用高强度ABS工程塑料,加厚壳体有效抗冲击,保障头部安全。帽体轻盈透气,内置可调...
    10

    包邮三角型简易螺丝刀三角十字螺丝刀螺丝批改锥起子五金工具5mm

    这款5mm三角型简易螺丝刀,专为拧紧或拆卸三角形螺丝设计,适用于电子维修、家电维护及精密仪器装配等场景。采用优质合金钢材质,刀头硬度高、耐磨损,确保长久使用不变...
    3.64

    网站栏目