第二章 智能儀器的數(shù)據(jù)采集技術(shù)

1、第二章第二章 智能儀器智能儀器 的數(shù)據(jù)采集技術(shù)的數(shù)據(jù)采集技術(shù) 智能儀器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡稱智能儀器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡稱DAS （Data Acquisition System），是指將溫），是指將溫 度、壓力、流量、位移等模擬量進行采度、壓力、流量、位移等模擬量進行采 集、量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，以便由計算集、量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，以便由計算 機進行存儲、處理、顯示或打印的裝置。機進行存儲、處理、顯示或打印的裝置。 第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 傳感器傳感器模擬信號調(diào)理模擬信號調(diào)理數(shù)據(jù)采集電路數(shù)據(jù)采集電路微機系統(tǒng)微機系統(tǒng) 圖圖3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本

2、組成 實際的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)往往需要同時實際的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)往往需要同時 測量多種物理量或同一種物理量的多個測量多種物理量或同一種物理量的多個 測量點。因此，多路模擬輸人通道更具測量點。因此，多路模擬輸人通道更具 有普遍性。按照系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集電路是有普遍性。按照系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集電路是 各路共用一個還是每路各用一個，多路各路共用一個還是每路各用一個，多路 模擬輸人通道可分為集中采集式和分散模擬輸人通道可分為集中采集式和分散 采集式兩大類型。采集式兩大類型。 一、集中采集式一、集中采集式 圖圖3.2 集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 二、分散采集式二、分散采集式(分布式分布式) (

3、a) 分布式單機數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)分布式單機數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu) 通信接口通信接口 上位機上位機 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 采集站采集站1 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 采集站采集站2 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 采集站采集站3 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 采集站采集站N 模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號 (b) 網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu) 圖圖3.3 分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 第二節(jié)第二節(jié) 模擬信號調(diào)理模擬信號調(diào)理 在一般測量系統(tǒng)中信號調(diào)理的任務(wù)在一般測量系統(tǒng)中信號調(diào)理的任務(wù) 較復(fù)雜，除了實現(xiàn)物理信號向電信號的較復(fù)雜，除了實現(xiàn)物理信號向電信號的 轉(zhuǎn)換、小信號放大、濾波外，還有諸如轉(zhuǎn)換、小信號放大、濾波外，還有諸如 零點校正、線性化

4、處理、溫度補償、誤零點校正、線性化處理、溫度補償、誤 差修正和量程切換等，這些操作統(tǒng)稱為差修正和量程切換等，這些操作統(tǒng)稱為 信號調(diào)理（信號調(diào)理（Signal Conditioning），相應(yīng)），相應(yīng) 的執(zhí)行電路統(tǒng)稱為信號調(diào)理電路。的執(zhí)行電路統(tǒng)稱為信號調(diào)理電路。 傳感傳感 器器 前置放前置放 大大 低通低通陷波陷波高通高通 至采集至采集 電路電路 圖圖3.4 典型調(diào)理電路的組成框圖典型調(diào)理電路的組成框圖 一、傳感器的選用一、傳感器的選用 傳感器是信號輸人通道的第一道環(huán)節(jié)，也是傳感器是信號輸人通道的第一道環(huán)節(jié)，也是 決定整個測試系統(tǒng)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。要正決定整個測試系統(tǒng)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。要正

5、確選用傳感器，首先要明確所設(shè)計的測試系統(tǒng)確選用傳感器，首先要明確所設(shè)計的測試系統(tǒng) 需要什么樣的傳感器需要什么樣的傳感器系統(tǒng)對傳感器的技術(shù)系統(tǒng)對傳感器的技術(shù) 要求；其次是要了解現(xiàn)有傳感器廠家有哪些可要求；其次是要了解現(xiàn)有傳感器廠家有哪些可 供選擇的傳感器，把同類產(chǎn)品的指標和價格進供選擇的傳感器，把同類產(chǎn)品的指標和價格進 行對比，從中挑選合乎要求的性能價格比最高行對比，從中挑選合乎要求的性能價格比最高 的傳感器。的傳感器。 (一一) 對傳感器的主要技術(shù)要求對傳感器的主要技術(shù)要求 1. 具有將被測量轉(zhuǎn)換為后續(xù)電路可用電量的功具有將被測量轉(zhuǎn)換為后續(xù)電路可用電量的功 能，轉(zhuǎn)換范圍與被測量實際變化范圍相一

6、致。能，轉(zhuǎn)換范圍與被測量實際變化范圍相一致。 2. 轉(zhuǎn)換精度符合整個測試系統(tǒng)根據(jù)總精度要求轉(zhuǎn)換精度符合整個測試系統(tǒng)根據(jù)總精度要求 而分配給傳感器的精度指標，轉(zhuǎn)換速度應(yīng)符合整而分配給傳感器的精度指標，轉(zhuǎn)換速度應(yīng)符合整 機要求。機要求。 3. 能滿足被測介質(zhì)和使用環(huán)境的特殊要求，如能滿足被測介質(zhì)和使用環(huán)境的特殊要求，如 耐高溫、耐高壓、防腐、抗振、防爆、抗電磁干耐高溫、耐高壓、防腐、抗振、防爆、抗電磁干 擾、體積小、質(zhì)量輕和不耗電或耗電少等。擾、體積小、質(zhì)量輕和不耗電或耗電少等。 4. 能滿足用戶對可靠性和可維護性的要求。能滿足用戶對可靠性和可維護性的要求。 (二二) 可供選用的傳感器類型可供選用

7、的傳感器類型 對于一種被測量，常常有多種傳感器可以測對于一種被測量，常常有多種傳感器可以測 量，例如測量溫度的傳感器就有：熱電偶、熱量，例如測量溫度的傳感器就有：熱電偶、熱 電阻、熱敏電阻、半導(dǎo)體電阻、熱敏電阻、半導(dǎo)體PN結(jié)、結(jié)、IC溫度傳感溫度傳感 器、光纖溫度傳感器等好多種。在都能滿足測器、光纖溫度傳感器等好多種。在都能滿足測 量范圍、精度、速度、使用條件等情況下，應(yīng)量范圍、精度、速度、使用條件等情況下，應(yīng) 側(cè)重考慮成本低、相配電路是否簡單等因素進側(cè)重考慮成本低、相配電路是否簡單等因素進 行取舍，盡可能選擇性能價格比高的傳感器。行取舍，盡可能選擇性能價格比高的傳感器。 1. 大信號輸出傳感

8、器大信號輸出傳感器 :為了與為了與A/D輸入要求相輸入要求相 適應(yīng)，傳感器廠家開始設(shè)計、制造一些專門適應(yīng)，傳感器廠家開始設(shè)計、制造一些專門 與與A/D相配套的大信號輸出傳感器。相配套的大信號輸出傳感器。 傳感器 傳感器 傳感器 小信號放大 信號修正與變換濾波A/D微機 微機 I/V轉(zhuǎn)換 V/F 光電耦合 小電流 小電壓 大電壓 大電流 圖圖3.5 大信號輸出傳感器的使用大信號輸出傳感器的使用 2. 數(shù)字式傳感器：數(shù)字式傳感器一般是數(shù)字式傳感器：數(shù)字式傳感器一般是 采用頻率敏感效應(yīng)器件構(gòu)成，也可以是采用頻率敏感效應(yīng)器件構(gòu)成，也可以是 由敏感參數(shù)由敏感參數(shù)R、L、C構(gòu)成的振蕩器，或構(gòu)成的振蕩器，或

9、 模擬電壓輸入經(jīng)模擬電壓輸入經(jīng) V/F轉(zhuǎn)換等，因此，數(shù)字轉(zhuǎn)換等，因此，數(shù)字 量傳感器一般都是輸出頻率參量，具有量傳感器一般都是輸出頻率參量，具有 測量精度高、抗干擾能力強、便于遠距測量精度高、抗干擾能力強、便于遠距 離傳送等優(yōu)點。離傳送等優(yōu)點。 傳感器放大整形光電隔離計算機 傳感器整形光電隔離計算機 頻率量 輸出 開關(guān)量 輸出 圖圖3.6 頻率量及開關(guān)量輸出傳感器的使用頻率量及開關(guān)量輸出傳感器的使用 3. 集成傳感器：集成傳感器是將傳感器集成傳感器：集成傳感器是將傳感器 與信號調(diào)理電路做成一體。例如，將應(yīng)與信號調(diào)理電路做成一體。例如，將應(yīng) 變片、應(yīng)變電橋、線性化處理、電橋放變片、應(yīng)變電橋、線性

10、化處理、電橋放 大等做成一體，構(gòu)成集成壓力傳感器。大等做成一體，構(gòu)成集成壓力傳感器。 采用集成傳感器可以減輕輸人通道的信采用集成傳感器可以減輕輸人通道的信 號調(diào)理任務(wù)，簡化通道結(jié)構(gòu)。號調(diào)理任務(wù)，簡化通道結(jié)構(gòu)。 4. 光纖傳感器：這種傳感器其信號拾取、光纖傳感器：這種傳感器其信號拾取、 變換、傳輸都是通過光導(dǎo)纖維實現(xiàn)的，變換、傳輸都是通過光導(dǎo)纖維實現(xiàn)的， 避免了電路系統(tǒng)的電磁干擾。在信號輸避免了電路系統(tǒng)的電磁干擾。在信號輸 入通道中采用光纖傳感器可以從根本上入通道中采用光纖傳感器可以從根本上 解決由現(xiàn)場通過傳感器引入的干擾。解決由現(xiàn)場通過傳感器引入的干擾。 二、信號調(diào)理通道中的常用放大器二、信號

11、調(diào)理通道中的常用放大器 在智能儀器的信號調(diào)理通道中，針在智能儀器的信號調(diào)理通道中，針 對被放大信號的特點，并結(jié)合數(shù)據(jù)采集對被放大信號的特點，并結(jié)合數(shù)據(jù)采集 電路的現(xiàn)場要求，目前使用較多的放大電路的現(xiàn)場要求，目前使用較多的放大 器有器有儀用放大器儀用放大器、程控增益放大器程控增益放大器以及以及 隔離放大器隔離放大器等。等。 (一一) 儀用放大器儀用放大器 圖圖3.9 儀用放大器的基本結(jié)構(gòu)儀用放大器的基本結(jié)構(gòu) 儀用放大器上下對稱，即圖中儀用放大器上下對稱，即圖中R1=R2，R4 R6，R5R7。則放大器閉環(huán)增益為：。則放大器閉環(huán)增益為： 假設(shè)假設(shè)R4=R5，即第二級運算放大器增益為，即第二級運算放

12、大器增益為 1，則可以推出儀用放大器閉環(huán)增益為：，則可以推出儀用放大器閉環(huán)增益為： 由上式可知，通過調(diào)節(jié)電阻由上式可知，通過調(diào)節(jié)電阻RG，可以很方，可以很方 便地改變儀用放大器的閉環(huán)增益。當采用便地改變儀用放大器的閉環(huán)增益。當采用 集成儀用放大器時，集成儀用放大器時，RG一般為外接電阻。一般為外接電阻。 451 /)/21 (RRRRA Gf )/21 ( 1Gf RRA 在實際的設(shè)計過程中，可根據(jù)模在實際的設(shè)計過程中，可根據(jù)模 擬信號調(diào)理通道的設(shè)計要求，并結(jié)合擬信號調(diào)理通道的設(shè)計要求，并結(jié)合 儀用放大器的以下主要性能指標確定儀用放大器的以下主要性能指標確定 具體的放大電路。具體的放大電路。

13、1. 非線性度非線性度 它是指放大器實際輸出輸入關(guān)系曲線它是指放大器實際輸出輸入關(guān)系曲線 與理想直線的偏差。與理想直線的偏差。當增益為當增益為1時，如果時，如果 一個一個12位位A/D轉(zhuǎn)換器有轉(zhuǎn)換器有0.025%的非線性的非線性 偏差，當增益為偏差，當增益為500時，非線性偏差可達時，非線性偏差可達 0.1%，相當于把，相當于把12位位A/D轉(zhuǎn)換器變成轉(zhuǎn)換器變成10 位以下轉(zhuǎn)換器，故一定要選擇非線性偏位以下轉(zhuǎn)換器，故一定要選擇非線性偏 差小于差小于0.024%的儀用放大器。的儀用放大器。 2. 溫漂溫漂 溫漂是指儀用放大器輸出電壓隨溫溫漂是指儀用放大器輸出電壓隨溫 度變化而變化的程度。通常儀用

14、放大器度變化而變化的程度。通常儀用放大器 的輸出電壓會隨溫度的變化而發(fā)生的輸出電壓會隨溫度的變化而發(fā)生 (150) V/變化，這與儀用放大器的增變化，這與儀用放大器的增 益有關(guān)。益有關(guān)。 3. 建立時間建立時間 建立時間是指從階躍信號驅(qū)動瞬間至儀建立時間是指從階躍信號驅(qū)動瞬間至儀 用放大器輸出電壓達到并保持在給定誤差用放大器輸出電壓達到并保持在給定誤差 范圍內(nèi)所需的時間。范圍內(nèi)所需的時間。 4. 恢復(fù)時間恢復(fù)時間 恢復(fù)時間是指放大器撤除驅(qū)動信號瞬間恢復(fù)時間是指放大器撤除驅(qū)動信號瞬間 至放大器由飽和狀態(tài)恢復(fù)到最終值所需的至放大器由飽和狀態(tài)恢復(fù)到最終值所需的 時間。顯然，放大器的建立時間和恢復(fù)時時

15、間。顯然，放大器的建立時間和恢復(fù)時 間直接影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣速率。間直接影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣速率。 5. 電源引起的失調(diào)電源引起的失調(diào) 電源引起的失調(diào)是指電源電壓每變化電源引起的失調(diào)是指電源電壓每變化1% ，引起放大器的漂移電壓值。儀用放大，引起放大器的漂移電壓值。儀用放大 器一般用作數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的前置放大器器一般用作數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的前置放大器 ，對于共電源系統(tǒng)，該指標則是設(shè)計系，對于共電源系統(tǒng)，該指標則是設(shè)計系 統(tǒng)穩(wěn)壓電源的主要依據(jù)之一。統(tǒng)穩(wěn)壓電源的主要依據(jù)之一。 6. 共模抑制比共模抑制比 當放大器兩個輸入端具有等量電壓變化值當放大器兩個輸入端具有等量電壓變化值UI時時 ，在放大器輸出

16、端測量出電壓變化值，在放大器輸出端測量出電壓變化值UCM，則，則 共模抑制比共模抑制比CMRR可用下式計算：可用下式計算： CMRR也是放大器增益的函數(shù)，它隨增益的也是放大器增益的函數(shù)，它隨增益的 增加而增大，這是因為測量放大器具有一個不增加而增大，這是因為測量放大器具有一個不 放大共模的前端結(jié)構(gòu)，這個前端結(jié)構(gòu)對差動信放大共模的前端結(jié)構(gòu)，這個前端結(jié)構(gòu)對差動信 號有增益，對共模信號沒有增益。但號有增益，對共模信號沒有增益。但CMRR的的 計算卻是折合到放大器輸出端，這樣就使計算卻是折合到放大器輸出端，這樣就使 CMRR隨增益的增加而增大。隨增益的增加而增大。 I CM U U CMRRlg20

17、(二二) 程控增益放大器程控增益放大器 程控放大器是智能儀器的常用部件之程控放大器是智能儀器的常用部件之 一，在許多實際應(yīng)用中，特別是在通用測一，在許多實際應(yīng)用中，特別是在通用測 量儀器中，為了在整個測量范圍內(nèi)獲取合量儀器中，為了在整個測量范圍內(nèi)獲取合 適的分辨力，常采用可變增益放大器。在適的分辨力，常采用可變增益放大器。在 智能儀器中，可變增益放大器的增益由儀智能儀器中，可變增益放大器的增益由儀 器內(nèi)置計算機的程序控制。這種由程序控器內(nèi)置計算機的程序控制。這種由程序控 制增益的放大器，稱為程控放大器。制增益的放大器，稱為程控放大器。 圖圖3.10 程控放大器原理框圖程控放大器原理框圖 (三三

18、) 隔離放大器隔離放大器 隔離放大器主要用于要求共模抑制比隔離放大器主要用于要求共模抑制比 高的模擬信號的傳輸過程中，例如輸入數(shù)高的模擬信號的傳輸過程中，例如輸入數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)的信號是微弱的模擬信號，而據(jù)采集系統(tǒng)的信號是微弱的模擬信號，而 測試現(xiàn)場的干擾比較大對信號的傳遞精度測試現(xiàn)場的干擾比較大對信號的傳遞精度 要求又高，這時可以考慮在模擬信號進入要求又高，這時可以考慮在模擬信號進入 系統(tǒng)之前用隔離放大器進行隔離，以保證系統(tǒng)之前用隔離放大器進行隔離，以保證 系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)的可靠性。 由于隔離放大器采用了浮離式設(shè)計，消除了輸由于隔離放大器采用了浮離式設(shè)計，消除了輸 入、輸出端之間的耦合，因此

19、具有以下特點：入、輸出端之間的耦合，因此具有以下特點： 1. 能保護系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防能保護系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防 止高壓對低壓信號系統(tǒng)的損壞。止高壓對低壓信號系統(tǒng)的損壞。 2. 泄漏電流低，對于測量放大器的輸入端無須泄漏電流低，對于測量放大器的輸入端無須 提供偏流返回通路。提供偏流返回通路。 3. 共模抑制比高，能對直流和低頻信號（電壓共模抑制比高，能對直流和低頻信號（電壓 或電流）進行準確、安全的測量。或電流）進行準確、安全的測量。 圖3.12 GF289集成隔離放大器 圖圖3.14 GF289典型接法典型接法 第三節(jié)第三節(jié) A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)

20、A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器 件，這個模擬量泛指電壓、電阻、電流、時間件，這個模擬量泛指電壓、電阻、電流、時間 等參量，但在一般情況下，模擬量是指電壓而等參量，但在一般情況下，模擬量是指電壓而 言的。在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)字量是離散的，一般言的。在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)字量是離散的，一般 用一個稱為量子用一個稱為量子Q的基本單位來度量。的基本單位來度量。 圖圖3.15 量化特性及量化誤差量化特性及量化誤差 QBVbbbaaaVV n n r n n n n n nrn )2/)(222()222( 0 0 2 2 1 1 2 2 1 1 )2/)(2/1 ()2/)

21、(2/1 ( n rni n rn VVVVV 一般而言，一般而言，n位位ADC的理想傳輸函數(shù)由以的理想傳輸函數(shù)由以 下兩個式子定義：下兩個式子定義： 圖圖3.16 理想理想ADC的傳輸特性和量化誤差的傳輸特性和量化誤差 A/D轉(zhuǎn)換器常用以下幾項技術(shù)指標來評轉(zhuǎn)換器常用以下幾項技術(shù)指標來評 價其質(zhì)量水平。價其質(zhì)量水平。 (1) 分辨率分辨率 ADC的分辨率定義為的分辨率定義為ADC所能分辨的輸所能分辨的輸 入模擬量的最小變化量。入模擬量的最小變化量。 (2) 轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間 A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間定義轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間定義 為為A/D轉(zhuǎn)換時間。轉(zhuǎn)換時間。 (3) 精度精度

22、 絕對精度絕對精度 絕對精度定義為：對應(yīng)于產(chǎn)生一個給定的輸絕對精度定義為：對應(yīng)于產(chǎn)生一個給定的輸 出數(shù)字碼，理想模擬輸入電壓與實際模擬輸入出數(shù)字碼，理想模擬輸入電壓與實際模擬輸入 電壓的差值。電壓的差值。 絕對精度由增益誤差、偏移誤差、非線性誤絕對精度由增益誤差、偏移誤差、非線性誤 差以及噪聲等組成。差以及噪聲等組成。 相對精度相對精度 相對精度定義為在整個轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)，任一數(shù)字相對精度定義為在整個轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)，任一數(shù)字 輸出碼所對應(yīng)的模擬輸入實際值與理想值之差輸出碼所對應(yīng)的模擬輸入實際值與理想值之差 與模擬滿量程值之比。與模擬滿量程值之比。 偏移誤差。偏移誤差。 ADC的偏移誤差定義為使的偏移誤

23、差定義為使ADC的輸出最低位的輸出最低位 為為1，施加到，施加到ADC模擬輸入端的實際電壓與理模擬輸入端的實際電壓與理 論值論值1/2(Vr2n)(即即0.5LSB所對應(yīng)的電壓值所對應(yīng)的電壓值)之之 差（又稱為偏移電壓）。差（又稱為偏移電壓）。 增益誤差增益誤差 增益誤差是指增益誤差是指ADC輸出達到滿量程時，實際模輸出達到滿量程時，實際模 擬輸入與理想模擬輸入之間的差值，以模擬輸擬輸入與理想模擬輸入之間的差值，以模擬輸 入滿量程的百分數(shù)表示。入滿量程的百分數(shù)表示。 線性度誤差線性度誤差 ADC的線性度誤差包括積分線性度誤差和微分的線性度誤差包括積分線性度誤差和微分 線性度誤差兩種。線性度誤差

24、兩種。 a積分線性度誤差積分線性度誤差 積分線性度誤差定義為偏移誤差和增益誤差均積分線性度誤差定義為偏移誤差和增益誤差均 已調(diào)零后的實際傳輸特性與通過零點和滿量程已調(diào)零后的實際傳輸特性與通過零點和滿量程 點的直線之間的最大偏離值，有時也稱為線性點的直線之間的最大偏離值，有時也稱為線性 度誤差。度誤差。 b微分線性度誤差微分線性度誤差 積分線性度誤差是從總體上來看積分線性度誤差是從總體上來看ADC的數(shù)的數(shù) 字輸出，表明其誤差最大值。但是，在很字輸出，表明其誤差最大值。但是，在很 多情況下往往對相鄰狀態(tài)間的變化更感興多情況下往往對相鄰狀態(tài)間的變化更感興 趣。微分線性度誤差就是說明這種問題的趣。微分

25、線性度誤差就是說明這種問題的 技術(shù)參數(shù)，它定義為技術(shù)參數(shù)，它定義為ADC傳輸特性臺階的傳輸特性臺階的 寬度（實際的量子值）與理想量子值之間寬度（實際的量子值）與理想量子值之間 的誤差，也就是兩個相鄰碼間的模擬輸入的誤差，也就是兩個相鄰碼間的模擬輸入 量的差值對于量的差值對于Vr/2n的偏離值。的偏離值。 圖圖3.17 ADC的積分線性度誤差的積分線性度誤差 圖圖3.18 ADC的微分線性度誤差的微分線性度誤差 與微分線性度誤差直接關(guān)聯(lián)的一個與微分線性度誤差直接關(guān)聯(lián)的一個ADC的常用的常用 術(shù)語是失碼（術(shù)語是失碼（Missing Cord）或跳碼）或跳碼(Skipped Cord)，也叫做非單調(diào)

26、性。，也叫做非單調(diào)性。 圖圖3.19 ADC的失碼現(xiàn)象的失碼現(xiàn)象 溫度對誤差的影響溫度對誤差的影響 環(huán)境溫度的改變會造成偏移、增益和線環(huán)境溫度的改變會造成偏移、增益和線 性度誤差的變化。性度誤差的變化。 常用常用ADC集成芯片及其與智能儀器中集成芯片及其與智能儀器中 微處理器的接口微處理器的接口 考慮到逐次逼近式考慮到逐次逼近式ADC具有轉(zhuǎn)換速度快，精度具有轉(zhuǎn)換速度快，精度 較高，價格適中的優(yōu)點，較高，價格適中的優(yōu)點，-型型ADC具有轉(zhuǎn)換精具有轉(zhuǎn)換精 度高，價格低廉的優(yōu)點，下面將介紹逐次逼近度高，價格低廉的優(yōu)點，下面將介紹逐次逼近 式式ADC-AD574A和和-型型ADC-CS5360及其與及其與 CPU的接口。的接口。 (一一) AD54A及其與微處理器的接口及其與微處理器的接口 圖圖3.31 AD57A的管腳圖的管腳圖 圖圖3.32 ADC574A單極性和雙極性輸入接法單極性和雙極性輸入接法 表表3.1 AD574的控制狀態(tài)表：的控制狀態(tài)表： 圖圖3.33 AD574的的8位輸出數(shù)據(jù)格式位輸出數(shù)據(jù)格式 圖圖3.34 AD574A啟動轉(zhuǎn)換和讀數(shù)據(jù)時序啟動轉(zhuǎn)換和讀數(shù)據(jù)時序