逐次漸近型AD轉(zhuǎn)換器

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電子學(xué)課程設(shè)計課題：逐次漸近型A/D轉(zhuǎn)換器系 別： 電氣與電子工程系專 業(yè)： 電氣工程及其自動化姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 河南城建學(xué)院2010年6月專心-專注-專業(yè)指導(dǎo)教師評語：成績：一、設(shè)計目的 1、掌握一些常用的電子器件的功能及其使用方法；2、學(xué)會設(shè)計一些電子線路，加深對電子技術(shù)的認(rèn)識和理解；3、利用A/D轉(zhuǎn)換器的原理設(shè)計8位逐次漸近型A/D轉(zhuǎn)換器；4、培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，鍛煉動手操作能力。二、設(shè)計要求1、轉(zhuǎn)換精度0.5%；2、轉(zhuǎn)換速率/秒以上；3、模擬電壓輸入范圍05V；4、要求采取必要的提高抗干擾能力措施。三、總體設(shè)計思想與原理1、工作原理基本原理是從高

2、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(jìn)行試探。逐次漸近法轉(zhuǎn)換過程是：初始化時將逐次漸近寄存器各位清零；轉(zhuǎn)換開始時，先將逐次漸近寄存器最高位置1，送入D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后生成的模擬量送入比較器，稱為UO,與送入電壓比較器的待轉(zhuǎn)換的模擬量Ui進(jìn)行比較，若Uo<Ui，該位1被保留，否則被清除。然后再置逐次漸近寄存器次高位為1，將寄存器中新的數(shù)字量送D/A轉(zhuǎn)換器，輸出的Uo再與Ui比較，若Uo<Ui，該位1被保留，否則被清除。重復(fù)此過程，直至漸近寄存器最低位。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，寄存器中的狀態(tài)就是所要求的數(shù)字量輸出。2、設(shè)計的總體原理框圖 下圖是設(shè)計的逐次漸近型A/

3、D轉(zhuǎn)換器的總體原理框架，主要有順序脈沖發(fā)生器、逐次漸近寄存器、D/A轉(zhuǎn)換器和電壓比較器等幾部分組成。 逐次漸近型 A/D轉(zhuǎn)換器原理框圖3、總電路圖（見附圖）四、部分電路的設(shè)計1、順序脈沖發(fā)生器順序脈沖發(fā)生器的作用是產(chǎn)生比較用的節(jié)拍脈沖，由74LS42和74LS161產(chǎn)生CP節(jié)拍脈沖。電路如下圖： 利用74LS161的計數(shù)功能輸出四位二進(jìn)制數(shù)碼，然后輸入到74LS42的輸入端A3A0，由74LS42的譯碼功能產(chǎn)生9個節(jié)拍脈沖。其波形如下圖：74LS161與74LS42組成的順序脈沖發(fā)生器的節(jié)拍脈沖74LS42引腳圖及引出端功能符號如下：引出端功能符號A0A3 BCD碼輸入端VDD 正電源VSS

4、接地Y0Y9 譯碼輸出端74LS161引腳圖及功能表：當(dāng)CP為上升沿時，清零端和預(yù)置端為高電平，且把使能端設(shè)置為高電平時，此芯片開始計數(shù)。2、逐次漸近寄存器有JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器組成寄存器，在節(jié)拍脈沖作用下記憶每次比較的結(jié)果，并向D/A轉(zhuǎn)換器提供輸入數(shù)字量。JK觸發(fā)器及其功能：R為強(qiáng)制置“0”端，S為強(qiáng)制置“1”端。RS都為“1”時，J=0,K=1時,Q=0;J=1,K=0時,Q=1;J=0,K=0時，Q保持，J=1,K=1時,Q翻轉(zhuǎn)。D觸發(fā)器引腳圖及其功能：D觸發(fā)器的輸出Q總與輸入D相同3、D/A轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器的作用是按不同的輸入數(shù)碼，產(chǎn)生一組數(shù)值不同的參考電壓Uo，送到電壓比較器與輸入

5、信號Ui進(jìn)行比較。此時利用芯片AD7524產(chǎn)生Uo。AD7524引腳圖及其引腳功能如下：AD7524引腳功能： OUT1 、OUT2 電流流出端 為供電源可在+5V 至15V范圍內(nèi)選擇GND為接地 為基準(zhǔn)電源 可取正、負(fù)，輸出電源極性也相交改變RF為反饋電阻為數(shù)據(jù)引入端為片選端 為寫入控制端節(jié)拍脈沖CP0的作用下，將JK觸發(fā)器的狀態(tài)QHQA=，若D/A參考電壓U0。當(dāng)U0UI時，比較器輸出為1，反之為0，這樣各級觸發(fā)器的J=1,K=0。 在節(jié)拍脈沖CP1作用下，其下降沿觸發(fā)器JK觸發(fā)器，使QG=1，同時CP1使觸發(fā)器置1。這樣在CP1作用后， D/A轉(zhuǎn)換器輸出參考電壓U0，當(dāng)U0UI，比較器輸

6、出為1，反之為0 。就這樣一次比較直到CP8，當(dāng)CP8的上升沿時D觸發(fā)器輸出狀態(tài)就是所得比較的結(jié)果。從上可以看出逐次漸近型A/D轉(zhuǎn)換完成依次轉(zhuǎn)換所需的節(jié)拍脈沖數(shù)為（n+1）。N為二進(jìn)制代碼，所以完成一次所需的時間為（n+1）Tcp。數(shù)據(jù)分析：分辨率用來說明A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號的分辨能力。分辨率= 為輸入模擬信號最大值。分辨率=轉(zhuǎn)換誤差也反映了A/D轉(zhuǎn)換器所能辨認(rèn)的最小輸入量，因而轉(zhuǎn)換誤差與分辨是統(tǒng)一的，提高分辨率可減少轉(zhuǎn)換誤差。0.005則 n8分辨率=由于t(n+1)Tcp若n=8 則 >(n+1) 所以 1.1×sHZ=10KHZ則10KHZ以上都可以所以設(shè)計選擇8位逐次漸近型A/D轉(zhuǎn)換器。CP為100KHZ。五、心得體會經(jīng)過將近一周的電子學(xué)課程設(shè)計，完成逐次漸近A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計。拿到題目后，在圖書館和利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行查閱和搜索與本設(shè)計有關(guān)的資料。在查閱中進(jìn)一步了解了A/D轉(zhuǎn)換器的知識，對與自己以前僅僅知道A/D有很大的進(jìn)步。熟悉了使用AutoCAD繪制電氣原理圖及其芯片。由于時間短促對課題要求的采取抗干擾能力措施沒能設(shè)計。在本次設(shè)計中利用常見的一些芯片來完成A/D的轉(zhuǎn)換，自我感覺還不夠完美。以后有機(jī)會要對這次設(shè)計結(jié)合以后所掌握的知識面進(jìn)行補(bǔ)充。不足之處請各位老師批評、指教！參考文獻(xiàn)1康華光，鄒壽彬，