模數轉換器的轉換方法及原理(記錄紙記錄筆)

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主要介紹以下三種方法：逐次逼近法、雙積分法、電壓頻率轉換法
1）逐次逼近法
逐次逼近式A/D是比較常見的一種A/D轉換電路，轉換的時間為微秒級。采用逐次逼近法的A/D轉換器是由一個比較器、D/A轉換器、緩沖寄存器及控制邏輯電路組成。
基本原理是從高位到低位逐位試探比較，好像用天平稱物體，從重到輕逐級增減砝碼進行試探。
逐次逼近法的轉換過程是：初始化時將逐次逼近寄存器各位清零；轉換開始時，先將逐次逼近寄存器*高位置1，送入D/A轉換器，經D/A轉換后生成的模擬量送入比較器，稱為 Vo，與送入比較器的待轉換的模擬量Vi進行比較，若Vo<Vi，該位1被保留，否則被**。然后再置逐次逼近寄存器次高位為1，將寄存器中新的數字量送D/A轉換器，輸出的 Vo再與Vi比較，若Vo<Vi，該位1被保留，否則被**。重復此過程，直至逼近寄存器*低位。轉換結束后，將逐次逼近寄存器中的數字量送入緩沖寄存器，得到數字量的輸出。逐次逼近的操作過程是在一個控制電路的控制下進行的。
模數轉換器的轉換方法及原理(記錄紙記錄筆)

2）雙積分法
采用雙積分法的A/D轉換器由電子開關、積分器、比較器和控制邏輯等部件組成。如圖所示?；驹硎菍⑤斎腚妷鹤儞Q成與其平均值成正比的時間間隔，再把此時間間隔轉換成數字量，屬于間接轉換。
積分法A/D轉換的過程是：先將開關接通待轉換的模擬量Vi，Vi采樣輸入到積分器，積分器從零開始進行固定時間T的正向積分，時間T到后，開關再接通與Vi極性相反的基準電壓VREF，將VREF輸入到積分器，進行反向積分，直到輸出為0V時停止積分。Vi越大，積分器輸出電壓越大，反向積分時間也越長。計數器在反向積分時間內所計的數值，就是輸入模擬電壓Vi所對應的數字量，實現了A/D轉換。
模數轉換器的轉換方法及原理(記錄紙記錄筆)

3）電壓頻率轉換法
采用電壓頻率轉換法的A/D轉換器，由計數器、控制門及一個具有恒定時間的時鐘門控制信號組成，它的工作原理是V/F轉換電路把輸入的模擬電壓轉換成與模擬電壓成正比的脈沖信號。電壓頻率轉換法的工作過程是：當模擬電壓Vi加到V/F的輸入端，便產生頻率F與Vi成正比的脈沖，在一定的時間內對該脈沖信號計數，時間到，統計到計數器的計數值正比于輸入電壓Vi，從而完成A/D轉換。 模數轉換器的轉換方法及原理(記錄紙記錄筆)