數(shù)模模數(shù)變換器課件

第9章數(shù)-模、模-數(shù)變換器§9.1

數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DigitAnalogConverter,DAC)DAC就是這樣一個器件，它的輸入是數(shù)字量，而輸出則是與輸入數(shù)字量成比例關(guān)系的模擬量。11/24/20221北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院第9章數(shù)-模、模-數(shù)變換器§9.1數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Di輸入是某8位二進(jìn)制加法計數(shù)器的輸出，則其輸出是一個階梯波。

11/24/20222北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院輸入是某8位二進(jìn)制加法計數(shù)器的輸出，則其輸出是一個階梯波。這是一個4比特(4位)的權(quán)電阻型DAC。VREF是基準(zhǔn)電壓。IAD0D1D2D3VO9.1.1權(quán)電阻型DACDi是一位二進(jìn)制數(shù)。Di=0，Si接“地”；Di=1，Si接VREF(i=0～3)。A點電位是“虛地”，即：VA=0。11/24/20223北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院這是一個4比特(4位)的權(quán)電阻型DAC。VREF是基準(zhǔn)電壓。可見輸出模擬電壓VO與輸入4位二進(jìn)制數(shù)字量D3D2D1D0成正比例。IAD0D1D2D3VOI0

=VREF/23R，I1

=VREF/22RI2

=VREF/21R，I3

=VREF/20RI=I0?D0+I1?D1+I2?D2+I3?D3輸入4位二進(jìn)制數(shù)字量D3D2D1D0常量11/24/20224北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院可見輸出模擬電壓VO與輸入4位二進(jìn)制數(shù)字量D3D2D1D0成IAD0D1D2D3VOI0

=VREF/23R，I1

=VREF/22RI2

=VREF/21R，I3

=VREF/20RI=I0?D0+I1?D1+I2?D2+I3?D3常量VREF/24是輸入數(shù)字量最低位變化1時輸出模擬量的變化量，用ΔV表示。它是DAC的一個重要指標(biāo)，稱為DAC的分辨率。ΔV=

VREF/24輸入4位二進(jìn)制數(shù)字量D3D2D1D011/24/20225北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院IAD0D1D2D3VOI0=VREF/23R，I1=所以：對于n位權(quán)電阻式DAC，當(dāng)RF

=R/2時，其輸出電壓為：選擇基準(zhǔn)電壓VREF的根據(jù)。11/24/20226北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院所以：對于n位權(quán)電阻式DAC，當(dāng)RF=R/2時，其輸出電Di是一位二進(jìn)制數(shù)。Di=0，Si接“地”；Di=1，Si接A點(i=0～3)。A點電位是“虛地”，即：VA=0。D0D1D2D3VOA9.1.3倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC這是一個4比特(4位)的倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC。VREF是基準(zhǔn)電壓。11/24/20227北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院Di是一位二進(jìn)制數(shù)。Di=0，Si接“地”；Di=1，SiA從“D-D”向左看的等效電阻是R。所以：各支路電流均為前一支路電流的一半。11/24/20228北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院A從“D-D”向左看的等效電阻是R。所以：各支路電流均為前一D0D1D2D3VOA輸出模擬電壓VO與輸入4位二進(jìn)制數(shù)字量D3D2D1D0成正比例。輸入4位二進(jìn)制數(shù)字量D3D2D1D0常量ΔV=

VREF/2411/24/20229北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院D0D1D2D3VOA輸出模擬電壓VO與輸入4位二進(jìn)制數(shù)字量對于n位的倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC，其輸出電壓為：選擇基準(zhǔn)電壓VREF的根據(jù)。11/24/202210北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院對于n位的倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC，其輸出電壓為：選擇基準(zhǔn)電壓V當(dāng)參考電壓VREF一定時，分辨率ΔV只與DAC的位數(shù)n有關(guān)。n越大，ΔV就越小，分辨率越高。因此也常用位數(shù)n表示DAC的精度。

ΔV叫做DAC的絕對分辨率。9.1.6

DAC的主要參數(shù)是DAC輸出電壓的最小幅度間隔，也是當(dāng)輸入數(shù)字信號最低位變化1時，輸出模擬電壓的變化量。分辨率用ΔV表示：1.DAC的分辨率▕ΔV/Vomax▏=(2n-1)-1叫做DAC的相對分辨率。11/24/202211北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院當(dāng)參考電壓VREF一定時，分辨率ΔV只與DAC的位數(shù)n有關(guān)。2.DAC的轉(zhuǎn)換誤差比例系數(shù)誤差。它是由參考電壓VREF偏離標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的誤差。Vomin=0不變。11/24/202212北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院2.DAC的轉(zhuǎn)換誤差比例系數(shù)誤差。它是由參考電壓VREF偏離失調(diào)誤差。它是由運(yùn)算放大器的零漂所引起的誤差。失調(diào)誤差與輸入數(shù)字量無關(guān)，它表現(xiàn)為整體輸出電壓的上移或下移。

非線性誤差。它是由參考電源的波動，電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻的誤差，電子開關(guān)的導(dǎo)通電阻的分散性，運(yùn)算放大器的非理想特性等因素引起的。它們的存在使DAC的輸出電壓臺階并不完全相等。11/24/202213北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院失調(diào)誤差。它是由運(yùn)算放大器的零漂所引起的誤差。失調(diào)誤差與輸入VO3.DAC的轉(zhuǎn)換速度用建立時間tSET來定量描述DAC的轉(zhuǎn)換速度。從輸入數(shù)字量發(fā)生變化開始到輸出電壓進(jìn)入與穩(wěn)態(tài)值相差±1/2LSB范圍以內(nèi)的這段時間稱為建立時間。運(yùn)算放大器的建立時間是DAC建立時間tSET的主要成分。不包含運(yùn)算放大器的單片集成DAC的建立時間最短為0.1μs。包含運(yùn)放時，DAC的建立時間最短為1.5μs。11/24/202214北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院VO3.DAC的轉(zhuǎn)換速度用建立時間tSET來定量描述DAC的9.1.7

DAC的應(yīng)用若令VREF=Vi，則：所以AV的范圍在：0~(2n-1)/2n

<1。1.

數(shù)控增益放大器11/24/202215北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9.1.7DAC的應(yīng)用若令VREF=Vi，則：所以AV所以AV的范圍在：1<2n/(2n-1)

~2n

<∞。11/24/202216北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院所以AV的范圍在：1<2n/(2n-1)~2n<2.

波形發(fā)生器波形數(shù)據(jù)發(fā)生器是由一個計數(shù)器(通常為加法計數(shù)器)和一個存儲有波形數(shù)據(jù)的存儲器(ROM或RAM)所組成。11/24/202217北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院2.波形發(fā)生器波形數(shù)據(jù)發(fā)生器是由一個計數(shù)器(通常為加法計數(shù)2.

波形發(fā)生器波形數(shù)據(jù)發(fā)生器是由一個計數(shù)器(通常為加法計數(shù)器)和一個存儲有波形數(shù)據(jù)的存儲器(ROM或RAM)所組成。這種波形發(fā)生器叫做DDS(直接數(shù)據(jù)合成)信號發(fā)生器。11/24/202218北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院2.波形發(fā)生器波形數(shù)據(jù)發(fā)生器是由一個計數(shù)器(通常為加法計數(shù)§9.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AnalogDigitConvert,ADC)把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程分三個步驟：采（取）樣保持、量化、編碼。采樣保持器A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字輸出模擬輸入對輸入模擬信號的采樣由采樣保持器完成。A/D轉(zhuǎn)換器對采樣保持器輸出的直流電壓信號進(jìn)行量化和編碼，即：量化和編碼是由A/D轉(zhuǎn)換器完成。11/24/202219北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院§9.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AnalogDigitConver9.2.1采樣保持TSTS是兩個采樣值之間的時間間隔，其倒數(shù)就是采樣頻率fS。即：fS=1/TS。采樣頻率fS要大于被采信號所含頻率分量最大值的兩倍以上。即：fS≥2fmax。通常取fS≥(3～5)fmax。11/24/202220北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9.2.1采樣保持TSTS是兩個采樣值之間的時間間隔，其倒采樣保持器的電路結(jié)構(gòu)：兩個運(yùn)算放大器接成了電壓跟隨器的形式。電壓跟隨器的特點是：輸入、輸出同相，電壓增益為1，輸入阻抗極大（可視為∞），輸出阻抗極?。梢暈?）。電壓跟隨器的作用是緩沖器。對輸入、輸出起緩沖隔離的作用。11/24/202221北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院采樣保持器的電路結(jié)構(gòu)：兩個運(yùn)算放大器接成了電壓跟隨器的形式。采樣保持器的電路結(jié)構(gòu)：取樣脈沖到達(dá)時,電子開關(guān)閉合，電容C被迅速充電至輸入電壓Vi。取樣脈沖消失時,電子開關(guān)斷開，電容C保持剛采集到的輸入電壓Vi。同時C上的采集電壓通過輸出緩沖器輸出為VO。采樣時間的長短取決于充電時間常數(shù)，而保持時間的長短取決于放電時間常數(shù)。二者均取決于電容C的容量大小。11/24/202222北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院采樣保持器的電路結(jié)構(gòu)：取樣脈沖到達(dá)時,電子開關(guān)閉合，電容C采樣保持器的電路結(jié)構(gòu)：取樣過程中電容C上的電壓達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需時間(稱為獲取時間)和保持階段輸出電壓的下降率△VO/△T是衡量取樣-保持電路性能的兩個重要標(biāo)志。獲取時間越短越好，輸出電壓的下降率△VO/△T越小越好。二者對取樣電容C的大小要求是矛盾的。11/24/202223北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院采樣保持器的電路結(jié)構(gòu)：取樣過程中電容C上的電壓達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需11/24/202224北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院10/11/202224北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9.2.2量化與編碼數(shù)字信號不僅在時間上是離散的，而且在數(shù)值大小的變化上也是不連續(xù)的(數(shù)值變化上是離散的)。數(shù)字信號的任何一個數(shù)字量的大小只能是某個規(guī)定的最小數(shù)量單位的整倍數(shù)。量化單位就是測量電壓的最小單位。用量化電壓去近似地表示一個直流電壓(取樣電壓)大小的過程叫做模擬電壓的量化。這樣一個規(guī)定的最小數(shù)量單位叫做量化單位，用△表示。數(shù)字信號最低有效位(LSB)的1所代表的數(shù)量大小就等于量化單位△。（相當(dāng)于D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率）11/24/202225北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9.2.2量化與編碼數(shù)字信號不僅在時間上是離散的，而且在數(shù)9.2.2量化與編碼模擬電壓幅度的變化是連續(xù)的，它不一定能被△整除。所以量化過程不可避免地會引入誤差。這種誤差稱為量化誤差。有兩種劃分量化電平的方法。11/24/202226北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9.2.2量化與編碼模擬電壓幅度的變化是連續(xù)的，它不一定能劃分量化電平方法一：n為A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字位數(shù)。例如：Vimax=1v，n=3，最大量化誤差為△。則：最大量化誤差：△=1/8(v)。11/24/202227北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院劃分量化電平方法一：n為A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字位數(shù)。例如：Vim劃分量化電平方法二：n為A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字位數(shù)。例如：Vimax=1v，n=3，最大量化誤差為△/2。則：最大量化誤差：△/2=1/15(v)。將模擬電壓量化后的數(shù)值用代碼表示的過程叫做編碼。11/24/202228北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院劃分量化電平方法二：n為A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字位數(shù)。例如：Vim9.2.3并行比較式ADCD2D1D0采用的是第二種劃分量化電平的方法。由分壓器、電壓比較器、寄存器、譯碼器(代碼轉(zhuǎn)換器)組成。譯碼器函數(shù)表達(dá)式為：11/24/202229北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9.2.3并行比較式ADCD2D1D0采用的是第二種劃分量11/24/202230北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院10/11/202230北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院比較器和寄存器兼有取樣-保持功能，故可省去取樣-保持電路。D2D1D0并行比較式ADC的特點：最大優(yōu)點是轉(zhuǎn)換速度快。8bit并行ADC的速度<50nS。最大的缺點是成本高，故難以提高ADC的數(shù)字位數(shù)——精度。適用于對A/D轉(zhuǎn)換速度要求高而對精度要求不太高的應(yīng)用場合。11/24/202231北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院比較器和寄存器兼有取樣-保持功能，故可省去取樣-保持電路。D9.2.5逐次逼近式ADCn位n位11/24/202232北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9.2.5逐次逼近式ADCn位n位10/11/2022329g某物體重量(未知)不超過16克。

天平稱量物體重量先放上一個8克(=16÷2)的砝碼。

8g砝碼重量不夠，保留8克的砝碼，再加上一個4克(=8÷2)的砝碼。

11/24/202233北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9g某物體重量(未知)不超過16克。天平稱量物體重量先9g8g4g砝碼過重,保留8克砝碼，去掉4克砝碼。

某物體重量(未知)不超過16克。

天平稱量物體重量先放上一個8克(=16÷2)的砝碼。

砝碼重量不夠，保留8克的砝碼，再加上一個4克(=8÷2)的砝碼。

11/24/202234北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9g8g4g砝碼過重,保留8克砝碼，去掉4克砝碼。某物9g8g加上一個2克(=4÷2)的砝碼。砝碼過重,保留8克砝碼，去掉4克砝碼。

某物體重量(未知)不超過16克。

天平稱量物體重量先放上一個8克(=16÷2)的砝碼。

砝碼重量不夠，保留8克的砝碼，再加上一個4克(=8÷2)的砝碼。

11/24/202235北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9g8g加上一個2克(=4÷2)的砝碼。砝碼過重,保留89g8g2g砝碼過重,去掉2克砝碼,仍保留8克砝碼。

加上一個2克(=4÷2)的砝碼。砝碼過重,保留8克砝碼，去掉4克砝碼。

某物體重量(未知)不超過16克。

天平稱量物體重量先放上一個8克(=16÷2)的砝碼。

砝碼重量不夠，保留8克的砝碼，再加上一個4克(=8÷2)的砝碼。

11/24/202236北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9g8g2g砝碼過重,去掉2克砝碼,仍保留8克砝碼。加8g加上一個2克(=4÷2)的砝碼。砝碼過重,保留8克砝碼，去掉4克砝碼。

某物體重量(未知)不超過16克。

天平稱量物體重量先放上一個8克(=16÷2)的砝碼。

砝碼重量不夠，保留8克的砝碼，再加上一個4克(=8÷2)的砝碼。

砝碼過重,去掉2克砝碼,仍保留8克砝碼。

9g加上一個1克(=2÷2)的砝碼。11/24/202237北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院8g加上一個2克(=4÷2)的砝碼。砝碼過重,保留8克砝碼，8g1g9g加上一個2克(=4÷2)的砝碼。砝碼過重,保留8克砝碼，去掉4克砝碼。

某物體重量(未知)不超過16克。

天平稱量物體重量先放上一個8克(=16÷2)的砝碼。

砝碼重量不夠，保留8克的砝碼，再加上一個4克(=8÷2)的砝碼。

砝碼過重,去掉2克砝碼,仍保留8克砝碼。

天平平衡。加上一個1克(=2÷2)的砝碼。11/24/202238北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院8g1g9g加上一個2克(=4÷2)的砝碼。砝碼過重,保模擬輸入n位n位若vI>vO，則保留最高位的“1”；若vI<vO，則去掉最高位的“1”。再使寄存器的次高位置1，比較vI和vO的大小以決定是否保留次高位的“1”。此過程一直進(jìn)行到寄存器的最低位時為止。將逐次漸進(jìn)寄存器的最高位置1，使其輸出為100…00。11/24/202239北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院模擬輸入n位n位若vI>vO，則保留最高位的“1”；若v這是一個3位二進(jìn)制數(shù)碼逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。C為比較器。若vI≥vO，則vB=0；若vI<vO，則vB=1；FA、FB、FC三個RS觸發(fā)器構(gòu)成逐次漸進(jìn)寄存器。觸發(fā)器FF1～FF5構(gòu)成一個環(huán)形移位計數(shù)器。它和門電路G1～G9共同組成控制邏輯電路。11/24/202240北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院這是一個3位二進(jìn)制數(shù)碼逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。C為比較器。若0000010000100101000先將FA、FB、FC清零，即：QAQBQC=000，同時將FF1～FF5置成Q1Q2Q3Q4Q5=10000

。11/24/202241北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院0000010000100101000先將FA、FB、FC清1000010000100101000先將FA、FB、FC清零，即：QAQBQC=000，同時將FF1～FF5置成Q1Q2Q3Q4Q5=10000

?？刂菩盘杤L=1后轉(zhuǎn)換開始。第一個CP到達(dá)后QAQBQC=100，Q1Q2Q3Q4Q5=01000

。11/24/202242北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院1000010000100101000先將FA、FB、FC清1↑10001000↑控制信號vL=1后轉(zhuǎn)換開始。第一個CP到達(dá)后QAQBQC=100，Q1Q2Q3Q4Q5=01000

。0先將FA、FB、FC清零，即：QAQBQC=000，同時將FF1～FF5置成Q1Q2Q3Q4Q5=10000

。11/24/202243北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院1↑10001000↑控制信號vL=1后轉(zhuǎn)換開始。第一個C1110001000001100011控制信號vL=1后轉(zhuǎn)換開始。第一個CP到達(dá)后QAQBQC=100，Q1Q2Q3Q4Q5=01000

。=1第二個CP到達(dá)后QAQBQC=010，Q1Q2Q3Q4Q5=00100

。先將FA、FB、FC清零，即：QAQBQC=000，同時將FF1～FF5置成Q1Q2Q3Q4Q5=10000

。11/24/202244北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院1110001000001100011控制信號vL=1后轉(zhuǎn)換1↑0100010000011000↑控制信號vL=1后轉(zhuǎn)換開始。第一個CP到達(dá)后QAQBQC=100，Q1Q2Q3Q4Q5=01000

。=1第二個CP到達(dá)后QAQBQC=010，Q1Q2Q3Q4Q5=00100

。先將FA、FB、FC清零，即：QAQBQC=000，同時將FF1～FF5置成Q1Q2Q3Q4Q5=10000

。11/24/202245北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院1↑0100010000011000↑控制信號vL=1后轉(zhuǎn)換先將FA、FB、FC清零，即：QAQBQC=000，同時將FF1～FF5置成Q1Q2Q3Q4Q5=10000

。1110001000000100001控制信號vL=1后轉(zhuǎn)換開始。第一個CP到達(dá)后QAQBQC=100，Q1Q2Q3Q4Q5=01000

。=0第二個CP到達(dá)后QAQBQC=110，Q1Q2Q3Q4Q5=00100

。11/24/202246北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院先將FA、FB、FC清零，即：QAQBQC=000，同時將F先將FA、FB、FC清零，即：QAQBQC=000，同時將FF1～FF5置成Q1Q2Q3Q4Q5=10000

。1↑1100010000001000↑控制信號vL=1后轉(zhuǎn)換開始。第一個CP到達(dá)后QAQBQC=100，Q1Q2Q3Q4Q5=01000

。=0第二個CP到達(dá)后QAQBQC=110，Q1Q2Q3Q4Q5=00100

。11/24/202247北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院先將FA、FB、FC清零，即：QAQBQC=000，同時將F1↑111000100↑=0第四個CP到達(dá)后，根據(jù)vB是1或0，來決定QC的“1”是舍棄還是保留。同時使Q1Q2Q3Q4Q5=00001。同樣，第三個CP到達(dá)后，根據(jù)vB是1或0，來決定QB的“1”是舍棄還是保留。同時使QC=1，Q1Q2Q3Q4Q5=00010

。11/24/202248北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院1↑111000100↑=0第四個CP到達(dá)后，根據(jù)vB是1或1↑111000011↑=0第四個CP到達(dá)后，根據(jù)vB是1或0，來決定QC的“1”是舍棄還是保留。同時使Q1Q2Q3Q4Q5=00001。此時QAQBQC即為轉(zhuǎn)換結(jié)果，且G6、G7、G8打開輸出轉(zhuǎn)換數(shù)字結(jié)果。同樣，第三個CP到達(dá)后，根據(jù)vB是1或0，來決定QB的“1”是舍棄還是保留。同時使QC=1，Q1Q2Q3Q4Q5=00010

。11/24/202249北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院1↑111000011↑=0第四個CP到達(dá)后，根據(jù)vB是1或1↑111100000↑=0三位逐次逼近式ADC完成一次轉(zhuǎn)換需要5個時鐘CP周期。n位逐次逼近式ADC完成一次轉(zhuǎn)換需要n+2個時鐘CP周期。第五個CP到達(dá)后，Q1Q2Q3Q4Q5=10000，返回初始狀態(tài)，Q5=0使得G1、G2、G3關(guān)閉，輸出數(shù)字結(jié)果消失。11/24/202250北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院1↑111100000↑=0三位逐次逼近式ADC完成一次轉(zhuǎn)換逐次逼近式ADC的速度比并行比較式要慢，但比后面將要介紹的雙積分式ADC要快得多。在數(shù)字輸出位較多時，逐次逼近式ADC的電路規(guī)模比并行比較式ADC要小得多，所以成本也要低得多。逐次逼近式ADC的速度適中、成本較低，所以是實際應(yīng)用中用得最多的一種電路。逐次逼近式ADC的特點：11/24/202251北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院逐次逼近式ADC的速度比并行比較式要慢，但比后面將要介紹的雙9.2.6雙積分式ADC11/24/202252北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院9.2.6雙積分式ADC10/11/202252北京理工大vI>0VREF>0000000vL=0時，Q0Q1…Qn-1=00…0，QA=0。S0閉合，vO=0。S1接向vI。vO=0vL=1時,S0斷開,開始轉(zhuǎn)換。11/24/202253北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院vI>0VREF>0000000vL=0時，Q0Q1…Qn-vI>0VREF>0100001vL=0時，Q0Q1…Qn-1=00…0，QA=0。S0閉合，vO=0。S1接向vI。vO↓<0vL=1時,S0斷開,開始轉(zhuǎn)換。11計數(shù)器對CP計數(shù)。11/24/202254北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院vI>0VREF>0100001vL=0時，Q0Q1…Qn-vI>0VREF>0100011vO↑<011當(dāng)T1=2nTCP時,n位計數(shù)器回零,QA=1,S1接向-VREF。vO開始上升。vL=0時，Q0Q1…Qn-1=00…0，QA=0。S0閉合，vO=0。S1接向vI。vL=1時,S0斷開,開始轉(zhuǎn)換。計數(shù)器對CP計數(shù)。11/24/202255北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院vI>0VREF>0100011vO↑<011當(dāng)T1=2nTvI>0VREF>0100011當(dāng)vO上升到vO≥0時，比較器輸出為0，計數(shù)器停止計數(shù)，T2=NTCP。vO↑≥00011/24/202256北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院vI>0VREF>0100011當(dāng)vO上升到vO≥0時，比較把T1=2nTCP和T2=NTCP代入上式：輸出數(shù)字量N與輸入電壓vI成正比例。輸出數(shù)字量N僅與基準(zhǔn)電壓VREF有關(guān)，而與積分元件R、C和時鐘周期TCP無關(guān)。11/24/202257北京理工大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院把T1=2nTCP和T2=NTCP代入上式：輸出數(shù)字量N與雙積分式ADC的最大優(yōu)點就是工作性能穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換精度較高。成本相對較低，即：可用精度、成本較低的元件制作出精度很高的雙積分式ADC。雙積分式ADC的另一個優(yōu)點就是抗干擾能力比較強(qiáng)。適用于對A/D轉(zhuǎn)換速度要求不高，但對精度要求很高的應(yīng)用場合（