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AD轉(zhuǎn)換器

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 a/d 轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器,或簡(jiǎn)稱 adc,通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。 通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)。

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AD轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介

  a/d 轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器,或簡(jiǎn)稱 adc,通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。 通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義,僅僅表示一個(gè)相對(duì)大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn),比較常見(jiàn)的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的大小。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度,通常用輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)越多,表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號(hào)的能力越強(qiáng),轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。

  d/a轉(zhuǎn)換器的基本工作原理

  d/a轉(zhuǎn)換器是計(jì)算機(jī)或其它數(shù)字系統(tǒng)與模擬量控制對(duì)象之間聯(lián)系的橋梁,它的任務(wù)是將離散的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化的模擬信號(hào)。在工業(yè)控制領(lǐng)域中,d/a轉(zhuǎn)換器是不可缺少的重要組成部分。

  以下以一個(gè)四位的d/a轉(zhuǎn)換器說(shuō)明d/a轉(zhuǎn)換器的工作原理:  當(dāng)d3=1 i3=vd/2r=vref/(1×2r)  當(dāng)d3=0 i3=0  當(dāng)d2=1 i2=vd/2r=vref/(2×2r)  當(dāng)d2=0 i2=0  當(dāng)d1=1 i1=vd/2r=vref/(4×2r)  當(dāng)d1=1 i1=0  當(dāng)d0=1 i0=vd/2r=vref/(8×2r)  當(dāng)d0=1 i0=0  vout=-iout1×rf  由此可見(jiàn):隨著d3-d0的取值(0、1)的不同在運(yùn)放輸出端可以得到不同的電壓量。如果用數(shù)字量來(lái)控制電子開(kāi)關(guān)的通斷(1表示接通,0表示斷開(kāi))  例如:d3d2d1d0 vout  0000 0v  0001 1/24vref*rf/r  0010 2/24 vref*rf/r  0011 3/24 vref*rf/r  15/24 vref*rf/r  可見(jiàn):在輸出端可得到與輸入數(shù)字量成正比的模擬電壓量。

AD轉(zhuǎn)換器百科

  a/d 轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器,或簡(jiǎn)稱 adc,通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。 通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義,僅僅表示一個(gè)相對(duì)大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn),比較常見(jiàn)的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的大小。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度,通常用輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)越多,表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號(hào)的能力越強(qiáng),轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。

  d/a轉(zhuǎn)換器的基本工作原理

  d/a轉(zhuǎn)換器是計(jì)算機(jī)或其它數(shù)字系統(tǒng)與模擬量控制對(duì)象之間聯(lián)系的橋梁,它的任務(wù)是將離散的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化的模擬信號(hào)。在工業(yè)控制領(lǐng)域中,d/a轉(zhuǎn)換器是不可缺少的重要組成部分。

  以下以一個(gè)四位的d/a轉(zhuǎn)換器說(shuō)明d/a轉(zhuǎn)換器的工作原理:  當(dāng)d3=1 i3=vd/2r=vref/(1×2r)  當(dāng)d3=0 i3=0  當(dāng)d2=1 i2=vd/2r=vref/(2×2r)  當(dāng)d2=0 i2=0  當(dāng)d1=1 i1=vd/2r=vref/(4×2r)  當(dāng)d1=1 i1=0  當(dāng)d0=1 i0=vd/2r=vref/(8×2r)  當(dāng)d0=1 i0=0  vout=-iout1×rf  由此可見(jiàn):隨著d3-d0的取值(0、1)的不同在運(yùn)放輸出端可以得到不同的電壓量。如果用數(shù)字量來(lái)控制電子開(kāi)關(guān)的通斷(1表示接通,0表示斷開(kāi))  例如:d3d2d1d0 vout  0000 0v  0001 1/24vref*rf/r  0010 2/24 vref*rf/r  0011 3/24 vref*rf/r  15/24 vref*rf/r  可見(jiàn):在輸出端可得到與輸入數(shù)字量成正比的模擬電壓量。

  ad轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)

  ad轉(zhuǎn)換器的主要指標(biāo)如下。 ?。?)分辨率(resolution)。指數(shù)字量變化一個(gè)最小量時(shí)模擬信號(hào)的變化量,定義為滿刻度與2n的比值。分辨率又稱精度,通常以數(shù)字信號(hào)的位數(shù)來(lái)表示。 ?。?)轉(zhuǎn)換速率(conversion rate)。是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的ad轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間的倒數(shù)。積分型ad的轉(zhuǎn)換時(shí)間是毫秒級(jí)屬低速ad,逐次比較型ad是微秒級(jí)屬中速ad,全并行/串并行型ad可達(dá)到納秒級(jí)。采樣時(shí)間則是另外一個(gè)概念,是指兩次轉(zhuǎn)換的間隔。為了保證轉(zhuǎn)換的正確完成,采樣速率(sample rate)必須小于或等于轉(zhuǎn)換速率。因此習(xí)慣上將轉(zhuǎn)換速率在數(shù)值上等同于采樣速率也是可以接受的。常用單位是ksps和msps,表示每秒采樣千/百萬(wàn)次(kilo / million samples per second)。 ?。?)量化誤差(quantizing error)。由于ad的有限分辨率而引起的誤差,即有限分辨率ad的階梯狀轉(zhuǎn)移特性曲線與無(wú)限分辨率ad(理想ad)的轉(zhuǎn)移特性曲線(直線)之間的最大偏差。通常是1個(gè)或半個(gè)最小數(shù)字量的模擬變化量,表示為1lsb、1/2lsb。 ?。?)偏移誤差(offset error)。輸入信號(hào)為雷時(shí)輸出信號(hào)不為零的值,可外接電位器調(diào)至最小。  (5)滿刻度誤差(full scale error)。滿刻度輸出時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)與理想輸入信號(hào)值之差。 ?。?)線性度(lineafity)。實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移,不包括以上3種誤差。  ad的其他指標(biāo)還有絕對(duì)精度(absolute accuracy)、相對(duì)精度(relative accuracy)、微分非線性、單調(diào)性和無(wú)錯(cuò)碼、總諧波失真(thd,total harmonic distotortion)和積分非線性等。  對(duì)于ad轉(zhuǎn)換器,選取的標(biāo)準(zhǔn)主要決定于采樣頻率和位數(shù),以及價(jià)格、供貨周期、應(yīng)用情況等其他因數(shù)。生產(chǎn)高速ad的主要廠家有ad公司、maxim公司以及ti公司(也就是bb公司)。這三家公司在高速ad上的產(chǎn)品種類(lèi)不是很多,根據(jù)對(duì)各種ad芯片的查閱,選擇ti公司的ad轉(zhuǎn)換芯片ads5422。  ads5422是14bit的最高采樣頻率可達(dá)62msps的高速ad轉(zhuǎn)換芯片,采用單- 5v電源供電,在采樣頻率為10m時(shí)其最大動(dòng)態(tài)范圍為82db,最高信噪比達(dá)到72db,其數(shù)字量輸出可以直接和5v或者3.3v的cmos芯片連接,模擬量輸入的峰峰值為4v,可以直接輸人0.5~4.5v的模擬量,封裝形式為64腳的扁平四方封裝,目前ti的官方報(bào)價(jià)為29美元/片(一次購(gòu)買(mǎi)千片以上的單價(jià))。國(guó)內(nèi)也有該芯片出售,國(guó)內(nèi)價(jià)格在300元左右。  14bit的ad轉(zhuǎn)換適應(yīng)信號(hào)的范圍為10lg(214)db=42db,基本上可以適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)合。ads5422的采樣頻率的大小由其輸人時(shí)鐘決定,輸入時(shí)鐘的范圍可以在16ns~1μs,輸人時(shí)鐘為16ns時(shí)對(duì)應(yīng)采樣頻率為62mhz,ad可以接受3v或者5v的ttl或者cm0s電平。dsp可以提供該時(shí)鐘信號(hào),并且可以軟件設(shè)置輸人時(shí)鐘的各種特征量,包括時(shí)鐘頻率、高電平寬度等,基本上可以滿足ad5422對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的要求。這里確定ad的實(shí)際采樣頻率為60mhz。這樣,一秒鐘內(nèi)采樣的數(shù)據(jù)量為50m個(gè),由于dsp系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)處理這些數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)處理之前,必須將這些數(shù)據(jù)保存起來(lái),使用Πfo保存1m個(gè)數(shù)據(jù),也就是20ms內(nèi)的采樣數(shù)據(jù),1m個(gè)數(shù)據(jù)采集結(jié)束開(kāi)始信號(hào)處理。由于高速ad采樣導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定,甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤。將設(shè)計(jì)多層板,加強(qiáng)布線的合理性,從電路板上盡可能去除干擾;其次提高算法的效率,節(jié)省計(jì)算時(shí)間。  和ads5422功能接近的其他型號(hào)的ad還有ad公司的ad9244。和ads5422相比,兩者數(shù)據(jù)位數(shù)都是14bit,在信噪比上兩者相近,時(shí)鐘輸入和操作方法相近,電源都是5v,輸出數(shù)字信號(hào)都可以和3.3v的芯片兼容;其主要優(yōu)點(diǎn)是功耗是ads5422的一半,500mw;其主要缺點(diǎn)是輸人模擬電壓峰峰值為ads5422的一半,只有2v。  ad公司其他的高速ad芯片還有ad6644,為其早期產(chǎn)品,操作方法和ads5422、ad9244不一樣,ad6644功耗達(dá)到1.3w。和ad9244相比,沒(méi)有什么優(yōu)點(diǎn),ad9244是其替代產(chǎn)品。  高速ad的另外一個(gè)廠家maxim公司也有一批高速ad產(chǎn)品,但采樣頻率在40mhz以上沒(méi)有14bit數(shù)據(jù)的ad,其產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)主要集中在中速ad上。

  AD轉(zhuǎn)換器接口的設(shè)計(jì)方法

  1、數(shù)據(jù)端口的設(shè)計(jì)  由于輸出端口為輸出口,所以在數(shù)據(jù)端口的設(shè)計(jì)時(shí)要遵守輸出要鎖存的設(shè)計(jì)原則,但對(duì)于d/a轉(zhuǎn)換器內(nèi)部具有鎖存器時(shí),可以直接與數(shù)據(jù)總線相連。

  數(shù)據(jù)端口的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮d/a 轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分辨率,目前常見(jiàn)的d/a轉(zhuǎn)換器有:8位,10位、12 位,16位,當(dāng)分辨率大于總線寬度時(shí),需要增加外部數(shù)據(jù)鎖存器,確保數(shù)據(jù)的同步。  mov ax,n  out port1,al  out port2,ah  out port3,al  2、輸出周期設(shè)定  可用軟件定時(shí)或硬件定時(shí)中斷的方法實(shí)現(xiàn)輸出周期的控制。

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ad轉(zhuǎn)換器知識(shí)

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ad轉(zhuǎn)換器技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中模擬量的檢測(cè)方案_AD轉(zhuǎn)換器

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并行比較型AD轉(zhuǎn)換器的工作原理和優(yōu)點(diǎn)

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不同類(lèi)型AD轉(zhuǎn)換器的比較

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ad轉(zhuǎn)換器資料下載

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YL121產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)傳感器和主機(jī)之間的信號(hào)采集,用來(lái)檢測(cè)模擬信號(hào)。YL121系列產(chǎn)品可應(yīng)用在 RS-485總線工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng),4-20mA / 0-5...

2022-05-18 標(biāo)簽:AD轉(zhuǎn)換器隔離AD轉(zhuǎn)換模塊 1406 0

模擬轉(zhuǎn)數(shù)字4-20mA轉(zhuǎn)rs-485/232總線I/O采集模塊帶隔離

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2022-12-20 標(biāo)簽:傳感器RS-485AD轉(zhuǎn)換器 1481 0

24位SAR A/D轉(zhuǎn)換器具實(shí)現(xiàn)145dB動(dòng)態(tài)范圍

24位SAR A/D轉(zhuǎn)換器具實(shí)現(xiàn)145dB動(dòng)態(tài)范圍

LTC2380-24 無(wú)延遲 24 位 2 Ms/s SAR A/D 轉(zhuǎn)換器具有一個(gè)實(shí)時(shí)平均 1 至 65,536 個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字濾波器。

2022-08-26 標(biāo)簽:數(shù)字濾波器AD轉(zhuǎn)換器SPI接口 903 0

AD轉(zhuǎn)換器芯片DP5340=CS5340性能概述

AD轉(zhuǎn)換器芯片DP5340=CS5340性能概述

DP5340 是一款完整的采樣、模數(shù)音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換、 抗混疊濾波的芯片,192KHz雙聲道輸入24 位AD轉(zhuǎn)換器兼容CS5340,在串行格式下以每聲道最高...

2022-08-02 標(biāo)簽:芯片音頻AD轉(zhuǎn)換器 3414 0

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ad轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè)

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